?

Log in

No account? Create an account

eslitak

Previous Entry Поделиться Next Entry
12:27 am: Неравенства Белла - готово к употреблению
Свёл свои посты о неравенствах Белла в кучу и выложил на отдельный сайт. Теперь материал можно прочитать целиком и с разными удобствами типа меню и ссылок. Кому интересно - вэлкам.

Отзывы и критика приветствуются. Обсуждать лучше в комментах к этому посту, а можно там, на стене.

Спасибо тем, кто мне так или иначе помогал, комментируя материал по ходу написания:



Tags: , ,

Comments

[User Picture]
From:guerrilla_dealm
Date:Май 8, 2017 01:25 pm

Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Огромное спасибо, очень хорошее и доходчивое изложение!

Буду очень благодарен, если вы поможете разобраться еще в двух крайне интересующих меня вопросах, имеющих отношение к теме. (Сам я гуманитарий, поэтому извиняюсь, если вопросы будут наивными или некорректными=)

1) Эксперименты, основанные на неравенстве Белла, доказывают (по-видимому) наличие в мире "истинной" случайности. Насколько часто происходят в природе явления, в которых эта случайность проявляется? И, главное, в каком масштабе эти явления влияют на процессы в макромире?

2) Теория струн постулирует, насколько я понимаю, наличие сущностей на более фундаментальном уровне, чем тот, с которым имеют дело белловские эксперименты. Тогда поведение объектов, фигурирующих в этих экспериментах, должно, по идее, определяться этими более фундаментальными сущностями. Сохраняется ли тут, с точки зрения теории струн, фундаментальная случайность? Или эти более фундаментальные сущности как раз и являются, по данной теории, теми самыми "скрытыми параметрами"?
[User Picture]
From:eslitak
Date:Май 9, 2017 08:39 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Спасибо за отзыв! Если доходчиво для гуманитария - ставлю себе специальный плюсик :)

1) Это примерно как спросить: "насколько часто в мире происходят явления, в которых проявляется закон сохранения энергии". Непрерывно происходят, причём, в каждой точке пространства, и даже в вакууме. Про вакуумную пену читали что-нибудь?

Также и с "масштабом влияния". Все классические макрособытия обусловлены квантовыми "истинными случайностями". Можно провести следующую аналогию: квантовые события для классических явлений это как сигнал на входе монитора для изображения на экране.

2) По струнам толком не скажу - не изучал глубоко этот вопрос. Но, насколько я в курсе, струнная гипотеза вообще не про это. Она занимается строением материи (включая поле), а квантовая механика, скорее, её поведением.
[User Picture]
From:guerrilla_dealm
Date:Май 10, 2017 03:53 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Плюсик точно можете себе ставить - была возможность без особых предварительных знаний разобраться в сути и поразмять мозг, последовательно проделав все шаги рассуждений, что доставляет немалый кайф.)

Конкретизирую первый вопрос. Понятно, что макробъекты, например мое тело, вроде как "состоят" из атомов, то есть являются в конечном счете вроде как квантовыми. Но в качестве примеров "фундаментальной квантовой случайности" (и прочих "ужасных" вещей) приводят обычно довольно маргинальные (по крайней мере, так кажется) с точки зрения обыденной жизни экспериментальные ситуации - нужен источник спутанных частиц, ускоритель электронов или, на худой конец, радиоактивный распад.
Так что - на самом деле этот "выбор" между абсолютно случайными вариантами будущего происходит не только в таких маргинальных случаях, но и, например, при всякой химической реакции, всяком взаимодействии в человеческом организме? И, если взять за пример многомировую интерпретацию Эверетта, раздвоение вселенной будет происходить не только каждый раз, когда кто-то шпуляет электроны в щели или сажает котов в коробки, но и каждую миллисекунду, когда в моем теле, например, происходит любое взаимодействие? Собственно вопрос и был о том, насколько часты такие "точки бифуркации", обусловленные квантовыми эффектами, в жизни макросистем.
И где, собственно, проходит плоскость того "монитора" (метафора хорошая, кстати), который "переводит" квантовые явления в "макроявления". В какой момент "схлопываются" волновые функции атомов, составляющих тело человека (или их суперпозиция)?


Правда, судя по вашему "квантовому ликбезу" (который тоже начал просматривать), полных ответов на эти вопросы нет не только у вас, но и вообще. Но, может, вы хотя бы сориентируете в том, насколько такие вопросы вообще осмысленны и как их можно оценивать исходя из имеющихся на данный момент данных.

Edited at 2017-05-10 15:54 (UTC)
[User Picture]
From:eslitak
Date:Май 10, 2017 07:20 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Предыдущий ответ ушел недописанным, прошу его не читать :)

Вы правильно оцениваете ситуацию - полных ответов нет, есть только "интерпретации". Я придерживаюсь такой.

Любое классическое событие реализуется методом случайного выбора из квантовых альтернатив, и никак иначе. Существуют (объективно!) все мыслимые квантовые альтернативы. Другое дело, что вероятности альтернатив в общем случае разные. Если ненулевую вероятность имеют несколько альтернатив (от двух до бесконечности), то это то самое, что Вы назвали "маргинальной ситуацией" - две щели и всё такое. Если же ненулевую, то есть, единичную вероятность имеет только одна альтернатива, то это классический случай полной предопределённости. Это совсем вкратце, подробности в "ликбезе".

Что касается "монитора" - то здесь совсем всё мутно. В какой момент и при каких условиях происходит реализация квантовой альтернативы в классическое событие, и какова здесь роль наблюдателя - это совершенно не ясно. Но есть "верхняя граница" - акт наблюдения гарантирует такой переход. Просто из общефилософских представлений: мы ведь не можем увидеть кота живым и мёртвым сразу. А вот когда именно определяется состояние кота: в момент распада атома, в момент, когда сигнал об этом распаде достигает молоточка, разбивающего капсулу с ядом, или в момент, когда мы открываем крышку - в этом ясности нет пока.

Кстати, по "ликбезу". Должен предупредить, что я там изложил кое-какие оригинальные идеи, которые пока не получили ни одной оценки от специалистов. Поэтому не могу гарантировать стопроцентную корректность во всех моментах. Но в целом ликбез адекватно отражает современные квантовые представления, надеюсь.



[User Picture]
From:guerrilla_dealm
Date:Май 11, 2017 08:52 am

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Спасибо за ответ.
Ну вот меня и интересовало, как часто и насколько сильно такие "события с двумя и более исходами с ненулевой вероятностью" (с "истинно-случайными" исходами) влияют на функционирование макросистем (например, таких: организм животного/человека, атмосфера Земли, Солнечная система). Действительно ли эти события маргинальны? И в какой мере эти макросистемы все же зависят от "классических детерминистских" причин, приводящих к единственному исходу с единичной вероятностью (или вероятностью, пренебрежимо мало отличающейся от единицы)?
[User Picture]
From:eslitak
Date:Май 11, 2017 06:04 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
В таком "прикладном" смысле квантовая неопределённость практически никогда не проявляется, недаром до начала ХХ-го века абсолютный лапласовский детерминизим считался краеугольным камнем физической картины мира. Да и не только до начала века. Даже Энштейн, хотя и был одним из отцов-основателей квантовой механики, но так и не принял идею фундаметальной неопределённости: "Бог не играет в кости". Это уже в 70-х, 80-х годах, после экспериметальной проверки неравенств Белла, неопределённость стала, можно сказать, фактом. Хотя многие до сих пор не могут "расстаться" с абсолютным детерминизмом и пытаются искать разные лазейки для его спасения, упирая именно на "маргинальность" таких ситуаций, где фигурирует неопределённость.

Однако я, как сторонник идей Пенроуза, полагаю, что сознание имеет квантовую физическую природу. Если это действительно так (что многие оспаривают), то ситуации с истинно случайными исходами складываются всякий раз, когда мы генерируем у себя в голове какое-либо решение. Появление идеи, начиная от гениальных, например, открытия теории относительнотси или написания "Евгения Онегина", до самых банальных, типа, какой рукой почесаться или с какой стороны укусить бутерброд - это всегда квантовый выбор из нескольких альтернатив. Так что квантовая неопредлённность сопровождаяет нас постоянно, покуда мыслим (а значит, существуем).

И вот что. Уже созданы экспериментальные образцы квантовых компьютеров, а это как раз такие макросистемы, в которых "истинные случайности" попросту заложены в принцип действия. Нет сомнения, что в ближайшие несколько лет, ну пусть в несколько десятков лет, квантовые компьютеры войдут в повседневную практику. Тогда идея фундаментальной квантовой неопределённости неизбежно станет мейнстримом, а её отрицание превратится, наоборот, в маргинальное суждение.

Кстати, очень рекомендую книжку Пенроуза "Новый ум короля". ИМХО, для современного натурфилософа это что Библия для средневекового доктора теологии :)
[User Picture]
From:guerrilla_dealm
Date:Май 11, 2017 09:19 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Думаю, никто не будет спорить с тем, что до полного понимания описываемых эффектов далеко. Так что я не говорил бы, что что-либо тут является абсолютным фактом - будь то фундаментальный детерминизм или индетерминизм.
Скорее, данные экспериментов говорят о том, что на каком-то "срезе" реальности какие-то явления действительно проявляются как абсолютно случайные. Даже если этот срез только "промежуточный", с имеющимися фактами нужно считаться. Вот меня и интересуют следствия из этих фактов, понятные на данный момент. Как поживает после этих открытий принцип причинности (и вообще представления о причинности), что с предсказательной силой науки и с ее способностью судить о прошлом?..) Насколько сильно нужно пересмотреть взгляд на эти вещи с учетом новых данных?

Насчет квантовой природы сознания - идея очень привлекательная.) Настолько привлекательная, что подозрительно.) Очень похоже на то, что нас в этой идее соблазняет возможность сохранить представления о свободы воли и других подобных характеристик сознания, отсутствие которых нам трудно помыслить (хотя не очень понятно, каким образом этом помогает сохранить данные вещи, но кажется, будто появляется какая-то надежда). А с фактическими подтверждениями этой идеи вроде как, увы, туго.
[User Picture]
From:eslitak
Date:Май 12, 2017 04:31 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
С причинностью всё в порядке, если иметь в виду незыблемость правила: "причина всегда предшествует следствию". Квантовая нелокальность, хоть она и "жуткое дальнодействие", но всё равно не позволяет передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света, так что принцип причинности никогда не нарушается.

Предсказательная сила науки только выросла. Для макрообъектов старые добрые законы Ньютона и прочая "классика" прекрасно работают. Для микрообъектов имеет место детерминизм в части эволюции квантового состояния и предопределённость вероятности реализации той или иной альтернативы. Фундаментальная случайность же проявляется именно и только в момент реализации. Так что детерминизм и предсказуемость не отменяются, они лишь "ограничиваются в правах".

С возможностью судить о прошлом дело так обстоит. Макрообъекты - никаких проблем, можем брать текущее состояние и "отматывать" назад как угодно. С микрообъектами - нет. После реализации альтернативы информация о прошлом (до реализации) квантовом состоянии в общем случае принципиально "стирается" из действительности.

Так что не надо тут ничего особо пересматривать, кроме абсолютности детерминизма. Но надо добавить в картину мира несколько новых идей и согласится с тем, что классическая физика имеет ограниченную область применимости. Ну это как с теорией относительности: пришлось отказаться от идеи абсолютного времени и ограничить применимость законов Ньютона диапазоном относительно небольших скоростей движения.
[User Picture]
From:guerrilla_dealm
Date:Май 14, 2017 03:49 pm

Re: Неравенство Белла и теория струн

(Link)
Ну, в этом смысле с принципом причинности "все в порядке", но с причинностью вообще выходит странно. Какова причина того, что этот конкретный протон в опыте летит в эту сторону? Получается, что никакой. Наука принципиально не может дать ответ на вопрос "почему?".

Насчет микро- и макрообъектов - не получается ли, что при таком подходе они как бы представляются существующими в разных мирах. Если это действительно так, то можно говорить о том, что детерминизм не уничтожается, а лишь "ограничивается в правах", и линия этих "прав" ровненько проходит по линии разделения между макро- и микрообъектами. Но так ли это?
По вашему предыдущему посту складывается впечатление, что все так, но вы же ранее писали, что каждый выбор человека является результатом "истинно случайного" исхода квантового события. Тогда "недетерминистскими" оказываются такие крупные "макрообъекты", как люди.) А главное, что при помощи науки и техники они могут повлиять на еще более массивные макрообъекты - изменить траекторию астероида, а то и всю планету к чертям разнести.)
Также, по-видимому, существуют системы, где малейшие изменения в начальных условиях приводят к очень большим последствиям в будущем, - моделированием таких систем вроде как занимается математическая "теория хаоса". Может ли случайный исход квантового события стать тем триггером, который приведет в них к кардинальному изменению будущего? Или "мощИ не хватит"? Или это возможно только крайне редко в случае какой-то мощной флуктуации... Если такое все же возможно, то от "истинно случайного" события может зависеть, возникнет ли торнадо, которое снесет пол-Америки, или нет.) (Атмосферу, кажется, относят к таким "хаотическим" системам, чувствительным к мизерным изменениям начальных условий). Тогда значительные изменения в макромире окажутся "истинно случайными". Также не очень понятно, способны ли повлиять квантовые события на ход химических реакций, например. Или же "квантовая случайность" устроена так, что на макроуровне мы имеем полный детерминизм ввиду полной "статистической" определенности квантовых явлений (несмотря на случайность единичных "микрособытий").
Мне пока что не удается понять, которые из всех этих вещей возможны с точки зрения современной науки, учитывающей данные квантовой физики. И, соответственно, остается непонятным, где проходит грань между микро- и макроуровнем, а значит, и между детерминистскими и индетерминистскими процессами.

Пожалуй, нужно также пересмотреть что-то еще кроме детерминизма, а именно принцип локальности (кстати, по большому счету, некоторые варианты детерминизма - но более сложного - белловские эксперименты все же допускают, а что точно опровергается, так это локальность.) А вот тут, с точки зрения современной теории, совершенно непонятно, как это "жуткое дальнодействие" осуществляется. Пусть оно не нарушает ТО, но никто ведь не знает, как, по какому каналу оно происходит. Значит, в каком-то смысле современная квантовая теория таки неполна - допустим, не в смысле точности описания явлений, но в смысле неумения их объяснить. (И мне не кажется, что тут честно ссылаться на "нулевую интерпретацию" в духе "заткнись и считай" и отмахиваться от необходимости искать объяснение.) На то же намекает и факт несовместимости квантовой механики и теории относительности. Так что явно пересмотреть в конечном счете придется существующие теории, и они должны быть заменены на что-то, что будет относиться к ним так же, как они - к физике Ньютона.) Если люди окажутся на это способны.)

Edited at 2017-05-14 15:54 (UTC)
Разработано LiveJournal.com