?

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: 
18-мар-2017 09:02 am
В религиозной литературе многие термины многозначны и имеют различные толкования. П.Д.Успенский, например, записывал различные толкования выражения "Если не будете как дети..." и остановился, когда их набралось около 40. С терминами из Библии и конкретно Псалтири (Лествичник любил цитировать Псалтирь) дела обстоят еще хуже, т.к. там основные термины по отношению к современному русскому языку являются паронимами или "ложными друзьями переводчика". Существует даже Церковнославяно-русский словарь паронимов О.А.Седаковой. Паронимом является и слово "страх" церковнославянского языка. Если восстанавливать значение слова "страх" из контекста Псалтири, то выяснится, что "страх" = "признание чьей-то силы и могущества". Это слово не имеет эмоциональной окраски и не означает "дрожь в коленках" - для этого есть другое слово - "трепет". Примерно такой же смысл страха мы вкладываем в выражение "Против лома нет приема". В Пс. 13, например, читаем: "тамо убояшася страха, идеже не бе страх", что на современном языке означает: "там увидели силу, где ее нет".

Поэтому, если Вы пишете:

- "Умножение страха Божия есть начало любви" Что еще можно сказать? Ну просто нечего больше добавить(((

То, да, добавить нечего, но можно попытаться понять, что означают эти слова. Хотя, это сложно.
18-мар-2017 09:41 am
А зачем пытаться понять, что именно вкладывал автор в свои слова? Однозначно, что он не сумел правильно донести смысл любви к Богу, потому что СТРАХ и ЛЮБОВЬ не совместимы, ибо имеют в своей основе разную нейрохимическую природу. Страх может вызвать только ненависть, независимо от того признаем мы могущество объекта или нет. А вот любовь, как раз-таки наоборот.
18-мар-2017 09:53 am
...
За Уралом, на Байкале,
Ты больной лежишь в избе,
Ты не бойся — знает Сталин,
Помнит Сталин о тебе.

Он пошлет людей надежных,
Чтоб тебя в тайге найти,
Отыскать в глуши таежной
И от гибели спасти.
...

Сергей Михалков, 1937
18-мар-2017 10:10 am
"Ты не бойся" - это умножение страха?
18-мар-2017 01:56 pm
> А зачем пытаться понять, что именно вкладывал автор в свои слова? Однозначно, что он не сумел правильно донести…

Гм, просто фантастическая самоуверенность :) Может быть, автор говорил как раз о таких вещах, о которых мы в наше время имеем уже очень отдалённое представление?

> Страх может вызвать только ненависть, независимо от того признаем мы могущество объекта или нет. А вот любовь, как раз-таки наоборот.

It depends… Именно чувственная любовь способна порождать ответную ненависть. И наоборот, осознанный страх может быть как раз полезен и может стать основой для проявления чего-то важного в нас. Все эмоции, которые мы способны испытывать, включая любовь, являются по сути своей негативными и нуждаются в трансформации для возможности проявления высших чувств. Например, как говорят, именно страх являет собой ту (элементарную) форму, из которой рождается ясновидение.
18-мар-2017 06:25 pm
Да, согласна, что страх, как и другие эмоции нуждается в трансформации. Что нас прежде всего пугает в объекте? Наверное непонятность и неизвестность. Чтобы этого избежать, нужно понять пугающий объект, т.е. сделать его безопасным. Но это не всегда возможно, потому что страх может так сильно парализовать волю, что уже никакое познание невозможно. Или объект в принципе непознаваем, как тот, о котором идет речь - Бог.
18-мар-2017 08:02 pm
Эт да, причём, прежде чем понять, эти страхи надо будет ещё осознать, поскольку многие из них мы даже не замечаем. Есть действительно явные и парализующие волю маниакальные страхи, но многие бессознательные страхи просто присутствуют в нас где-то глубоко как постоянный, но невоспринимаемый фон (который, впрочем, периодически прорывается наружу)
20-мар-2017 06:46 pm
Можно написать новые слова, которые были бы недвусмысленно понятны современному большинству. Если же эти слова уже написаны кем-то, можно переключиться на цитирование более современных авторов (если самому не получается сформулировать такую же мысль).

Чтобы не вводить людей в заблуждение и не множить непонимание.

А то какой-то логофетишизм получается. Поклонение наборам старых слов в их нетронутом виде. Странно видеть такое у людей, которые добрались до смысла этих слов.
21-мар-2017 06:43 am
> А то какой-то логофетишизм получается. Поклонение наборам старых слов в их нетронутом виде. Странно видеть такое у людей, которые добрались до смысла этих слов.

Точнее, поклонение старым смыслам. Например, в Библии не встречается слово "обиделся" и если бы современник Христа встретил это слово, то он бы не понял, что оно означает и придумал бы для него какой-то свой смысл. Точно так же мы не понимаем значение старых слов, в частности, что означало слово "страх" для современников Давида, каким современным словом его можно заменить, и можно ли заменить его одним словом вообще.

Успенский записал 40 значений фразы "Если не будете как дети...". Значит ли это, что он добрался до смысла этих слов или наоборот отдалился?

Мне попадалась статистика - оказывается довольно много людей предпочли бы читать Библию в оригинале, чтобы узнать, что там написано "на самом деле", и некоторые ради этого изучают древнегреческий или древнееврейский языки.

Интересная ситуация сложилась с переводами "Дао Дэ Цзин". Известно около 50 его переводов с китайского на английский, русский и японский. Часто не знаешь, какому переводу верить.
21-мар-2017 02:41 pm
В любом случае точный контур смысла человек всегда очерчивает сам. И тот, кто пишет, и тот, кто его читает. Но есть некоторая смысловая доминанта, которую разделяют большинство людей. И что-то мне говорит, что ближе всего к этой доминанте подходят более поздние мистики. Гурджиев или Юнг без изучения арамейского или древнегреческого для любого человека будет ближе и понятнее, чем текст, написанный 2 тысячи лет назад.

И кстати, если б все только и делали, что цитировали, не было бы ни Гурдживева, ни Юнга, ни Успенского, ни многих других мистиков. Если вам доступны смыслы, почему вы всё ещё цитируете?
21-мар-2017 05:12 pm
> Если вам доступны смыслы, почему вы всё ещё цитируете?

Вы правы. Иоанн Лествичник писал: "Учителям неприлично преподавать наставления, выписанные из сочинений других, так [же] как и живописцам, когда они делают только списки с чужих рисунков". Но я не претендую на роль учителя или просветлённого. Цитаты и ссылки помогают, в частности, находить людей с общими интересами.
21-мар-2017 07:18 pm
Да какая разница, что там кто-то писал 15 веков назад? Я к вам обратилась, а не к нему. И не обязательно сразу в учителя. Можно просто дискутировать и в процессе находить новые оттенки смыслов.
Я не знаю, как мои комментарии выглядят со стороны, но у меня нет намерения кого-то учить, кроме самой себя. Это как письменная медитация. Это как самостоятельный подъём по лестнице. _Самостоятельный_, а не наблюдение за подъёмом какого-то мистика 6 века. У него своя психика, свои ступеньки, свой манер общения с богом.
22-мар-2017 06:06 pm
> Если вам доступны смыслы, почему вы всё ещё цитируете?

Я в свое время занимался искусственным интеллектом и меня все еще интересует прогресс в этой области: распознавание музыки, чатботы и т.п. В частности, меня интересовало как определить, общаешься ли ты с роботом (ботом) или с человеком. Оказалось, что роботы не понимают аллегорических ответов или даже простых аналогий. Нынешние роботы не поймут ответ: "кто же этого не знает" (если, конечно программисты не впаяют им эту фразу). И тут воспоминается эпизод из Евангелия:

Ученики же спросили Иисуса: – Почему Ты говоришь с людьми притчами?
Иисус ответил: – Вам дано узнать тайны Небесного Царства, а им не дано.

Переводя на современный язык, Иисус ответил: Я не хочу общаться с ботами :)

22-мар-2017 06:39 pm
И после этого вы ещё спрашиваете, где же вы цитируете. :-) Да у вас редкий постинг без библий и пророков.
23-мар-2017 01:09 am
я слышал, что компьютер не принимает взаимоисключающий ответ "и да и нет" "ни да ни нет"
page loaded at: 13:31 GMT