?

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: 
17-мар-2017 04:18 pm
Вы забыли продолжение фразы "как самого себя". Тут даже усилий прикладывать не надо. Иисус знал, что говорил :-)
Проблема как раз в том, чтобы сначала себя возлюбить, т.к. ближних мы любим лишь в той мере, в какой любим себя.
17-мар-2017 05:52 pm
> Проблема как раз в том, чтобы сначала себя возлюбить, т.к. ближних мы любим лишь в той мере, в какой любим себя.

Понятно :) К сожалению, в психологии известно такое явление: люди, избавившиеся от некоторых комплексов (например, иррационального чувства вины), часто начинают проявлять асоциальное поведение, а не становятся альтруистами :)
17-мар-2017 06:41 pm
Асоциальное поведение значит, что человек себя ещё не долюбил. Но уже на правильном пути, раз перестал себя скармливать другим через чувство вины.
17-мар-2017 07:09 pm
Ну да. На случай, если человек потеряет ориентиры, есть Уголовный Кодекс, поэтому можно особенно не заморачиваться. Хотя, я имел в виду в первую очередь асоциальное поведение по отношению к близким, в семье и т.п.
17-мар-2017 07:30 pm
Да без разницы, криминальный кодекс или каменные скрижали - у каждой системы есть свои правила принудительного добрососедства для тех, кто не умеет любить по умолчанию.

В семье в первую очередь как раз вырастают самые крупные черты самого себя, за которые себя ненавидишь. Они врастают в такие глубины собственного прошлого, что сливаются с моментом собственного рождения и становятся фоном личности. А это как цветной фильтр - пока не уберёшь, не знаешь, что он перед тобой, а на эмоциональное восприятие окружающего мира он влияет напрямую.
18-мар-2017 08:23 am
Нет здесь никакого пути, просто смена полярности.
20-мар-2017 07:00 pm
Да и полярностей никаких нет, всё - майя :-)
20-мар-2017 08:23 am
Я согласен, что человек должен любить себя. Но из любви к себе не появится любовь к другим. Попробую это объяснить.

Обычно, когда говорят о любви, подразумевают любовь к кому-то или к чему-то, т.е. любовь к объекту. Но не менее важное значение имеет и любовь к занятию, "любовь делать". Какой-нибудь пророк мог бы даже сказать (а может и сказал): "Полюбите созидать так же, как вы любите разрушать".

Предположим, я настолько ленив и слаб, что не хочу ничего делать: ни создавать, ни разрушать. Лежал бы весь день на диване и смотрел телевизор. Но слова "полюбите творить" запали мне в душу и я начал искать в себе силы что-то делать. Я обратил внимание на "...так же, как вы любите разрушать". Предположим, разрушать мне проще и мне даже нравится это делать: сломал пару почтовых ящиков, снеговика во дворе и т.п. - каждый день нахожу что сломать, и стал даже обнаруживать в себе на это силы. Но появятся ли благодаря этому у меня силы что-то создавать?

Аналогично, современным школьникам можно сказать: "полюбите делать уроки так же, как вы любите играть на компьютере". Но какой-нибудь школьник из бедной семьи возразит: "У меня даже компьютера нормального не было! Сперва я должен полюбить играть на компьютере, и я пойму, как надо относиться к урокам."

Примерно так, н.м.в. обстоят дела с "возлюби ближнего, как самого себя" :)
20-мар-2017 04:45 pm
Я-делающий-уроки подразумевает следующие аспекты себя:

- я-прикладывающий-усилия-в-отсутствие-мотивации. То есть меня ничего из будущего не тянет, нужно педалировать самому. Самому плыть, а не на катере. Самому подниматься по лесенке, а не на лифте. Самому бежать в горку, а не силой тяготения на санках с неё. А это трудно, много неудобств.

- я-страдающий. В переживании неудобств ощущаются страдания разной степени интенсивности. Вот тут самая засада. Мы ненавидим себя страдающими. Мы прогоняем в Тень всех наших внутренних страдающих персонажей. Потому что они приносят в себе физические и психические неудобства для нас. Потому что в процессе страданий они не блистают.

- я-готовящий-себя-для-внешней-оценки. Смысл уроков - показать твой прогресс кому-то извне. Подставить себя под оценку и потенциально под осуждение и низведение статуса. Потерять иллюзию собственной блистательности и всевластия. Мы ненавидим себя в моменты, когда внешний мир нас судит ниже, чем мы судим себя. Мы ненавидим себя лузерами. Мы ненавидим себя на пути вниз. Мы ненавидим те аспекты себя, чьи усилия обесценились миром.


Я-играющий-на-компьютере подразумевает следующие аспекты себя:

- я победитель
- у меня никаких обязанностей. хочу - играю, хочу - нет.
- я властитель этого мира, могу в любой момент выключить, а потом вернуться, включить и на чистой карме прожить ещё одну жизнь
- я в центре сиюминутного удовольствия от множества успешно пройденных этапов, вес которых накапливается
- если меня бьют или убивают, мне не больно, я не страдаю

Подытоживая. Не важно, что стоит на месте уроков и компьютера. Важно то, что мы ненавидим себя страдающими, униженными, осмеянными, обесцененными. Мы ненавидим себя слабыми и стоящими ниже других в некоей условной иерархии. Поэтому мы отбрасываем в Тень всё то, что мешает нашему продвижению наверх, нашему повышению статуса и улучшению взгляда мира на нас. И в этом случае мы ненавидим те же аспекты в других. Возможно, это выражено в чувствах, которые мы формально называем не словом "ненависть", а по-иному. Но это не важно. Всё, что мы отторгаем в себе, мы зеркально отторгаем в других, а не наоборот.

Научившись относиться к СЕБЕ страдающим, униженным, слабым, осуждённым, некрасивым, не добившимся, провалившимся, лузерам, подлецам, глупцам, ворам, насильникам, так же ровно и спокойно, как и к себе получающим удовольствие, живущим в комфорте, коллекционирующим достижения и победы, социально успешным, победителям, всеми любимым и популярным - полюбить ближнего божественной любовью в любой его ипостаси станет не сложнее, чем поздороваться с поздоровавшимся с тобой.
20-мар-2017 05:14 pm
> Важно то, что мы ненавидим себя страдающими, униженными, осмеянными, обесцененными.

Почему мы должны ненавидеть именно себя? Можно ненавидеть тех, кто заставляет нас страдать, кто унижает нас, высмеивает, пытается доказать, что мы ничего не стоим. В чем проблема?
20-мар-2017 06:25 pm
Проблема в том, что это всё на поверхности. А под поверхностью лежат обратные стороны медали. Пока вовне есть тот, кто заставляет нас страдать, внутри есть тот, кто страдает. Пока вовне есть тот, кто унижает нас, внутри есть тот, кого можно унизить. Пока вовне есть тот, кто успешно доказывает, что мы ничего не стоим, внутри есть тот, кто реально ничего не стоит.

Слон не реагирует на Моську лишь потому, что внутри него нет ни одной слабины, в которую она попадала бы своим лаем.

Наши эмоции, наше самочувствие, наши взаимоотношения с миром и выработанные поведенческие паттерны строятся вовсе не внешним, но внутренним. Важность внешнего - это иллюзия. Внешний локус. Отмазка, чтобы не изменять то, что внутри. И прекрасный повод для насилия, направленного вовне (что равно отсутствию "божественной любви"). Но разбив все зеркала вокруг, ты не перестанешь быть тем, кто в них отражается.
page loaded at: 13:54 GMT