?

Log in

No account? Create an account
Recollection notes
Реальность квантовой странности 
12-мар-2017 04:19 pm
…или к вопросу об измерении реальности волновой функции.

~ • ~ • ~
"Вы действительно верите, что Луна существует лишь когда вы смотрите на неё?"
Этот известный вопрос Альберта Эйнштейна аккумулирует в себе как суть продолжающихся уже сотню лет научных дебатов по поводу проблемы измерений, так и сущность самой природы волновой функции.

В фильме Акиры Куросавы "Расёмон" самурая убивают, но из фильма так и не понятно кто и почему? Различные вовлечённые в историю персонажи рассказывают свои версии этих событий, но все их свидетельства противоречат одно другому. И в результате вы остаётесь в сомнениях: Какая же из этих историй правда?

Но сам этот фильм заставляет вас задуматься также о другом, более глубоком вопросе: Существует ли вообще истинная история или вся наша вера в определённую, объективную, независящую от наблюдателя реальность является иллюзией?

Опубликованная в журнале Nature Physics статья предоставляет новые экспериментальные данные, поддерживающие последний сценарий — о существовании "Расёмон-эффекта" не просто в наших описаниях природы, но и в самой природе.

За прошедшие сто лет, многочисленные эксперименты над элементарными частицами перевернули и поставили с ног на голову всю классическую парадигму причинной, детерминистской вселенной.

Возьмём, к примеру, так называемый эксперимент с двумя щелями. Мы стреляем пачкой элементарных частиц — скажем, электронов — в экран, способный регистрировать их удар. Но перед экраном мы помещаем частично проходимое препятствие: стену с двумя тонкими параллельными вертикальными щелями. Мы смотрим на результирующий рисунок электронов, появляющийся на экране. И что же мы видим?

Если бы электроны были подобны маленьким шарикам (во что заставляла верить нас классическая физика), тогда каждый из них проскакивал бы через одну из щелей, а мы при этом увидели бы на экране две отдельные полосы, каждая за своей щелью. Но на самом деле видим мы нечто совершенно другое: интерференционную картину, как если бы две волны сталкивались, создавая рябь на воде.

И что удивительно, то же самое происходит, если мы начинаем выстреливать электроны по очереди — что говорит о том, что каждый электрон неким образом действует подобно волне, интерферируя сам с собой, как если бы он проходил через обе щели одновременно.

То есть, электрон — это волна, не частица? Не спешите с выводами. Поскольку, когда мы помещаем у щелей приборы, которые "метят" электроны в соответствии с той щелью, через которую они проходят (что позволяет нам узнать их местонахождение), интерференционный паттерн исчезает. Вместо этого, мы видим на экране две классические полосы, как будто наши электроны, внезапно осознав, что за ними наблюдают, решили вести себя как приличные маленькие шарики.

Чтобы проверить эту их приверженность к тому, чтобы вести себя подобно частицам, мы можем метить их также при прохождении через щели — но после этого, используя другой прибор, стирать эти метки до того, как электроны ударятся об экран. Если мы делаем это, то электроны вновь возвращаются к своему волноподобному поведению, и интерференционный рисунок чудесным образом снова проявляется.

Нет конца различным практическим шуткам, которые мы можем разыгрывать с бедным электроном! Но с усталой улыбкой, он всегда при этом смеётся над нами в ответ. Электрон представляется нам странным гибридом волны и частицы, про который нельзя сказать ни что он здесь и там, ни что он здесь или там. Подобно хорошо подготовленному актёру, он играет ту роль, которую был призван исполнить. Как будто всем своим существованием он решил доказать нам верность известной максимы епископа Джорджа Беркли: "быть — значит быть воспринимаемым".

Действительно ли природа настолько странная?
Или это просто кажущаяся странность, являющаяся отражением нашего несовершенного знания о природе?

Ответ зависит от того, каким образом вы будете интерпретировать уравнения квантовой механики — математической теории, разработанной для описания взаимодействия элементарных частиц. Успешность этой теории не имеет себе равных: Её предсказания, какими бы «жуткими» они ни казались, всегда проверялись и подтверждались наблюдениями с поразительной точностью. Она стала также основой для замечательных технологических достижений. Так что это действительно мощный инструмент. Но является ли он также отражением картины реальности?

В этом смысле, одним из самых больших вопросов здесь является интерпретация так называемой волновой функции, описывающей состояние квантовой системы. Для отдельной частицы, такой как электрон, волновая функция даёт информацию о вероятностях наблюдения данной частицы в определённых местах, также как вероятностях результатов других измерений, которые вы можете проделать над данной частицей, например, измерения её импульса.

Соответствует ли непосредственно эта волновая функция некой объективной, независящей от наблюдателя физической реальности или может быть она просто представляет собой частичное знание наблюдателя об этой реальности?

Если волновая функция основана на знании, то вы можете дать оправдание странным квантовым феноменам, сказав, что подобные вещи лишь представляются нам таким странным образом, поскольку наше знание реального состояния дел является недостаточным.

Однако новая статья из журнала Nature Physics даёт убедительные доказательства того, что это не так. Выводы статьи основываются на результатах экспериментов, использовавших пучки специально подготовленных фотонов для проверки определённых статистических свойств квантовых измерений. Если объективная реальность вообще существует, то статья как раз наглядно демонстрирует, что волновая функция основывается всё-таки не на знании, а на реальности. 

То есть, выводы этого исследования подразумевают, что мы не просто слышим разные «истории» об электроне, лишь одна из которых истинная. Скорее, действительно существует одна истинная история, но она содержит в себе множество граней, кажущихся противоречащими друг другу, точно также как и в фильме "Расёмон". Так что, действительно мы не сможем уже вырваться из этой загадочной  — как некоторые скажут, мистической — природы квантового мира.

Но что всё это значит для нас (если действительно что-то значит) в отношении нашей собственной жизни? Мы должны быть здесь аккуратными в выводах, осознавая, что вся эта странность квантового мира не подразумевает напрямую наличия того же рода странности в мире нашего повседневного опыта. Причина в том, что как известно, вся эта туманная квантовая странность индивидуальных элементарных частиц быстро рассеивается в больших ансамблях частиц (феномен, который часто называют "декогеренцией"). Именно поэтому мы фактически и можем описывать объекты вокруг нас на языке классической физики.

Думаю, нам, скорее, стоит рассматривать все эти парадоксы квантовой физики в качестве метафоры, указывающей на неизвестные бесконечные возможности нашего собственного существования. Очень уместно и элегантно эта идея выражена в Ведах: "Каков атом, такова и вселенная; каков микрокосм, такой же и макрокосм; каково человеческое тело, такое и тело космическое; какова человеческая мысль, такова и мысль космическая".

~ • ~ • ~

Links:

"The Reality of Quantum Weirdness"
/ by Edward Frenkel /

Measurements on the reality of the wavefunction
/ Nature Physics 11, 249-254 (2015) /

перевод: larkin_donkey
Комментарии: 
13-мар-2017 04:34 pm
Я не вижу особой разницы между разными видами любви. В любом случае это не контролируемое сознательно слияние между внутренним и внешним - такой силы, что с простого внимания оно переходит на физиологический уровень. Положительная обратная связь благоприятно сказывается на физиологии, отрицательная обратная связь или любые беспокойства, связанные с этим нашим экстериоризированным "органом", на теле сказываются отрицательно.

Для меня инстинктивная любовь (между родителем и ребёнком) идёт от изначального слияния, а романтическая - от последующего поиска слияния для компенсации энергетических лакун (это как выход на свежий воздух из очень душного помещения) и для потенциального создания единого поля, в котором родится ребёнок.

В случае с любовью человека к животным и растениям, мне кажется, тоже идёт компенсация. Недостаток внутри обнаруживает некоторое достаточное проявление вовне и человек начинает заботиться об этом проявлении как о части себя.
14-мар-2017 02:52 pm
Ну, в моём представлении, разница как раз большая. По поводу вашего описания различных механизмов компенсации у меня нет возражений. Но деление здесь на "инстинктивную" и "романтическую" любовь, как мне кажется, только вносит путаницу. В моём понимании:

Инстинктивная любовь, основывающаяся на соответствии типов и полярности, вполне включает в себя секс, романтику и прочие прелести — это далеко не только отношения родитель-дитя. Это наиболее сильная часть, относящаяся к "первому этажу" человеческой машины (сексуальный, инстинктивный и двигательный центры).

Эмоциональная любовь, конечно, тоже имеет отношение к "романтике", но она как раз сильно отличается в этом смысле. Если 1й вид основывается на взаимовлечении по соответствию, то в чувствах влечение идёт скорее по несоответствию (как вы написали, "для компенсации энергетических лакун"). Причём, часто у противоположной стороны при этом возникает обратная реакция — отторжение или даже ненависть.

Сознательная любовь, уже по названию своему, никак не может быть "неконтролируемым сознательно слиянием". Про любовь к цветам и животным я сказал просто в качестве известного примера одной из примитивных форм такой любви (хотя это может идти и от компенсации, да). Но это действительно совсем другой тип, про который Гурджиев говорил: "Когда вы поймёте это, нынешний вид любви станет для вас отвратителен".

По различию, можно вспомнить ещё древних греков, у которых было 4 разных слова, переводимых на русский как "любовь": Эрос, Филия, Сторге и Агапэ. Первые 2 понятны (любовь тела и любовь чувств). Сторге — выделенная отдельно родственная любовь (между родителем и ребёнком). Агапэ — подлинная, сознательная любовь к ближнему.
14-мар-2017 04:49 pm
Если греки нечто размножили на сущности, означает ли, что мы тоже должны это делать? Греки - это высшая истина? :-) Почему бы не поразмышлять самим?
Я свела всё к притяжению. Да, оно выражено в разной степени - сексуальное притяжение явно более выражено, чем любовь к борщу или лошадям. Но несмотря на редукционизм, это, тем не менее, притяжение. Вот я и смотрю, что в нас притягивается к чему и почему. Степень притяжения, стремление к слиянию (и, соответственно, отражение на физиологии) объясняется той важностью и энергетической насыщенностью, которой для нас обладает некий внешний объект
15-мар-2017 07:48 am
Понял, ну а я попытался просто чуть расширить это представление в плане того, что на разных уровнях здесь притяжение уравновешивается отталкиванием, также как возможно появление и третьего компонента, являющего собой нейтрализующую силу.

И "греков" я поместил здесь не просто так, а как дополнительный материал именно для того, чтобы "поразмышлять самим". Они может и не высшая истина, но:

Во-первых, понятие любви-агапэ существует в языке до сих пор. В христианстве это понятие связано как раз со стремлением к тому, чтобы "стать подлинным христианином", возможностью не на словах а на деле реализовать одну из главных заповедей в отношении "любви к ближнему".

Во вторых, современный язык, во многом просто выродился, оставив нам лишь примитивные формы для абстрактного или просто повседневного понимания. Поэтому отсылки к прошлому могут быть весьма полезны для понимания. Не только в плане "любви", но и других понятий. Например, для того, что мы сейчас называем "вечностью", раньше использовалось не менее пяти слов с различным значением, подразумевающим градации смыслов. То же самое и с понятием "времени" — сейчас это весьма абстрактная вещь в языке, а раньше обозначающие его слова были наполнены вполне живым смыслом, связанным с реальностью, как то: атом времени (миг), унция, остент, момент и т.д.
15-мар-2017 07:18 pm
В санскрите свыше десятка слов для "сознания", а у эскимосов десятки слов для снега. Значит ли это, что данные слова мы обязаны использовать? Или мы можем взять пример с греков не в их понятийном аппарате, а лишь в смелости нашего персонального деления изначально неделимого бытия на какое угодно количество частей и по какому угодно признаку? Временно отказаться от известных нам языков, чтобы проникнуть под их поверхность, может быть не менее полезно, чем отказаться от догм старых религий, чтобы уяснить для себя, какую же Истину они пытались сформулировать. Универсальную Истину тут, конечно же не найдёшь, но, возможно, пройдёшь ещё один урок языка собственной души, чтобы впоследствии лучше её понимать.

Что до агапе, то в используемой мной модели энергетического притяжения (отталкивание там тоже есть для модулирования динамики потоков притяжения) я её вижу как любовь к себе, но вынесенную за свои эго-пределы. Как любишь свои части тела, как любишь свои идеи, свои образы, свои творения - так при выходе за границы того пространства, которое считаешь "своим", продолжаешь любить себя, только в ином масштабе. То же притяжение, только уже находящегося в себе.
page loaded at: 01:26 GMT