Acasă > Totul despre instalații sanitare > Mitul despre rolul special al conștiinței observatorului în mecanica cuantică. Rolul observatorului în fizica cuantică

Mitul despre rolul special al conștiinței observatorului în mecanica cuantică. Rolul observatorului în fizica cuantică

Chiar azi m-am gândit că efectul de observator demonstrează teoretic posibilitatea realizării pe plan fizic nu numai a planurilor și proiectelor tale, ci și a corpului de lumină și, în general, a posibilității de trecere de la o stare energetică la o stare materială și viciu. invers. Se dovedește că în dezvoltarea ta poți atinge nivelul de conștiință, care îți permite să existe fie sub formă de materie, fie sub formă de undă în voie. LA de exemplu, p transformarea lui Isus și apariția lui la ucenici după răstignirea într-un corp material se potrivesc bine în această teorie.
Mai jos este o ușoară memento că există un „efect de observator” și un extras din carte, transferând principiul priorității conștiinței de la fizica cuantică în planul manifestat.
„Viața ta este acolo unde îți este atenția.”

Acest postulat a fost dovedit experimental de către fizicienii din multe laboratoare din întreaga lume, oricât de ciudat ar suna.Poate că acum sună neobișnuit, dar fizica cuantică a început să demonstreze adevărul vechii antichități: „Viața ta este acolo unde îți este atenția”. În special, faptul că o persoană cu atenția sa influențează lumea materială înconjurătoare, predetermina realitatea pe care o percepe.

Încă de la începuturile sale, fizica cuantică a început să schimbe radical ideea de microlume și de om, începând din a doua. jumătatea anului XIX secolului, de la declarația lui William Hamilton despre natura ondulată a luminii și continuând cu descoperirile de ultimă oră ale oamenilor de știință moderni. Fizica cuantică are deja o mulțime de dovezi că microlumea „trăiește” în conformitate cu legi complet diferite ale fizicii, că proprietățile nanoparticulelor diferă de lumea familiară omului, că particulele elementare interacționează cu ea într-un mod special.
La mijlocul secolului al XX-lea, Klaus Jenson, în timpul experimentelor, a obținut un rezultat interesant: în timpul experimente fizice particulele subatomice și fotonii au răspuns cu acuratețe atenției umane, ducând la rezultate finale diferite. Adică, nanoparticulele au reacționat la ceea ce cercetătorii și-au concentrat atenția în acel moment. De fiecare dată acest experiment, care a devenit deja un clasic, surprinde oamenii de știință. A fost repetat de multe ori în multe laboratoare din întreaga lume, iar de fiecare dată rezultatele acestui experiment sunt identice, ceea ce confirmă valoarea și fiabilitatea sa științifică.
Deci, pentru acest experiment, sunt pregătite o sursă de lumină și un ecran (o placă impermeabilă la fotoni), care are două fante. Dispozitivul, care este sursa de lumină, „trage” fotoni cu impulsuri individuale.

Fotografie 1.
Un ecran special cu două fante a fost plasat în fața hârtiei fotografice speciale. După cum era de așteptat, pe hârtia fotografică au apărut două dungi verticale - urme de fotoni care au iluminat hârtia în timp ce treceau prin aceste fante. Desigur, cursul experimentului a fost monitorizat.

Fotografie 2.
Când cercetătorul a pornit aparatul și el însuși a plecat pentru o vreme, întorcându-se în laborator, a fost incredibil de surprins: fotonii au lăsat o imagine complet diferită pe hârtie fotografică - în loc de două dungi verticale - foarte mult.

Foto 3.
Cum se poate întâmpla? Urmele lăsate pe hârtie erau caracteristice unui val care a trecut prin crăpături. Cu alte cuvinte, a fost observat un model de interferență.

Fotografie 4.
Un experiment simplu cu fotoni a arătat că la observare (în prezența unui detector sau observator) unda trece în starea unei particule și se comportă ca o particulă, dar, în absența unui observator, se comportă ca o undă. S-a dovedit că, dacă nu efectuați observații în acest experiment, hârtia fotografică arată urme de unde, adică este vizibil un model de interferență. Un astfel de fenomen fizic a început să fie numit „Efectul observatorului”.

Experimentul cu particule descris mai sus se aplică și la întrebarea „Există un Dumnezeu?”. Pentru că dacă, cu atenția vigilentă a Observatorului, ceea ce are o natură ondulatorie poate fi în stare de materie, reacționând și schimbându-și proprietățile, atunci cine observă cu atenție întregul Univers? Cine menține toată materia într-o stare stabilă cu atenția lor? De îndată ce o persoană în percepția sa are o presupunere că poate trăi într-o lume calitativ diferită (de exemplu, în lumea lui Dumnezeu), numai atunci el, persoana , începe să-și schimbe vectorul de dezvoltare în această latură, iar șansele de a supraviețui acestei experiențe cresc de multe ori. Adică este suficient doar să admiti posibilitatea unei astfel de realități pentru sine. Prin urmare, de îndată ce o persoană acceptă posibilitatea de a dobândi o astfel de experiență, începe de fapt să o dobândească. Acest lucru este confirmat și în cartea AllatRa a lui Anastasia Novykh:

„Totul depinde de Observatorul însuși: dacă o persoană se percepe pe sine ca o particulă (un obiect material care trăiește în conformitate cu legile lumii materiale), va vedea și percepe lumea materiei; dacă o persoană se percepe pe sine ca un val (experiențe senzoriale, o stare extinsă de conștiință), atunci percepe lumea lui Dumnezeu și începe să o înțeleagă, să o trăiască.
În experimentul descris mai sus, observatorul influențează inevitabil cursul și rezultatele experimentului. Adică pare foarte principiu important: este imposibil să observați sistemul, să-l măsurați și să îl analizați fără a interacționa cu el. Acolo unde există interacțiune, există o schimbare a proprietăților.
Înțelepții spun că Dumnezeu este peste tot. Observațiile nanoparticulelor nu confirmă această afirmație? Sunt aceste experimente o confirmare că întregul Univers material interacționează cu El în același mod în care, de exemplu, Observatorul interacționează cu fotonii? Nu arată această experiență că tot ceea ce este îndreptată atenția Observatorului este pătruns de el? Într-adevăr, din punctul de vedere al fizicii cuantice și al principiului „Efectului observatorului”, acest lucru este inevitabil, deoarece în timpul interacțiunii un sistem cuantic își pierde caracteristicile originale, schimbându-se sub influența unui sistem mai mare. Adică, ambele sisteme care se schimbă reciproc în planul energie-informații, se modifică reciproc.

Dacă dezvoltăm această întrebare în continuare, atunci se dovedește că Observatorul predetermina realitatea în care trăiește atunci. Acest lucru se manifestă ca o consecință a alegerii sale. În fizica cuantică, există conceptul de pluralitate de realități, când mii de realități posibile se află în fața Observatorului până când acesta face alegerea sa finală, alegând astfel doar una dintre realități. Iar atunci când își alege propria realitate pentru sine, se concentrează asupra ei și aceasta se manifestă pentru el (sau el pentru ea?).
Și din nou, ținând cont de faptul că o persoană trăiește în realitatea pe care el însuși o susține cu atenția sa, atunci ajungem la aceeași întrebare: dacă toată materia din Univers este păstrată prin atenție, atunci Cine păstrează Universul însuși cu el Atenţie? Nu dovedește acest postulat existența lui Dumnezeu, Cel Care poate contempla întreaga imagine?

Nu indică asta că mintea noastră este direct implicată în lucrarea lumii materiale? Wolfgang Pauli, unul dintre fondatorii mecanicii cuantice, a spus odată: Legile fizicii și ale conștiinței trebuie privite ca fiind complementare". Se poate spune că domnul Pauli avea dreptate. Acest lucru este deja foarte aproape de recunoașterea lumii: lumea materială este o reflectare iluzorie a minții noastre, iar ceea ce vedem cu ochii noștri nu este cu adevărat realitate. Atunci ce este realitatea? Unde se află și cum îl puteți găsi?
Din ce în ce mai mult, oamenii de știință sunt înclinați să creadă că gândirea umană în același mod este supusă proceselor efectelor cuantice notorii. A trăi într-o iluzie desenată de minte sau a descoperi realitatea pentru sine - asta este pentru fiecare să aleagă singur. Vă putem recomanda doar să vă familiarizați cu cartea AllatRa, care a fost citată mai sus. Această carte nu numai că dovedește științific existența lui Dumnezeu, dar oferă și explicații detaliate ale tuturor realităților, dimensiunilor existente și chiar dezvăluie structura structurii energetice umane. Puteți descărca această carte complet gratuit de pe site-ul nostru făcând clic pe citatul de mai jos sau accesând secțiunea corespunzătoare a site-ului.

Observator cuantic și minte universală - acum știm mai multe despre noi înșine

Fizica este ca sexul: poate să nu dea rezultate practice, dar acesta nu este un motiv pentru a nu o face.

Richard Feynman, unul dintre fondatorii electrodinamicii cuantice, laureat Premiul Nobelîn fizică

Natura duală a luminii (dualismul) este un fenomen cunoscut de foarte mult timp, iar sensul căruia este că uneori lumina se comportă ca o undă (de exemplu, când razele ocolesc un colț) și uneori ca o particulă. Dar cum este posibil ca lumina să fie și o undă și o particulă în același timp? Într-adevăr, după modelul lui Descartes și Newton, acest lucru nu putea fi: fiecare fenomen trebuia să se încadreze într-o categorie sau alta. Și în conformitate cu postulatul de bază al teoriei relativității - nu există o viteză mai mare decât viteza luminii.

Foarte curând a devenit clar că aceste paradigme erau insuportabile la cel mai fundamental nivel - la nivelul particulelor subatomice.

Mai mult, acum din ce în ce mai mulți reprezentanți ai diferitelor școli fizice ajung la concluzia că cele mai elementare componente ale așa-zisei lumi materiale pot fi
atât undele (energie), cât și particulele (materia),
în funcţie de mintea observatorului.

Modelul clasic al atomului

Se credea că atomul constă dintr-un nucleu destul de masiv, în interiorul și în exteriorul căruia există particule mai mici, cu o masă mai mică. Ideea că, având instrumente suficient de puternice, am putea cântări și număra particulele subatomice a sugerat că constituenții unui atom sunt inerți și inactivi, precum vacile care ronțăie iarba pe pășune. Atomii păreau să fie formați din materie solidă

Așa cum se arată model cuantic, nimic mai departe de adevar. Cea mai mare parte a atomului este spațiu gol; un atom este energie. Gândește-te: toate obiectele fizice din jurul tău nu sunt materie solidă. De fapt, toate acestea sunt câmpuri energetice sau frecvențe informaționale. Orice materie este mai mult „nimic” (energie) decât „ceva” (particule). Un atom are 99,99999% energie (nor de electroni) și doar 0,00001% materie. Din punct de vedere material, practic nu este nimic. Mai mult, judecând după observații, materia nu s-a comportat întotdeauna în același mod. Cercetările și măsurătorile la nivel subatomic au arătat că particulele elementare ale atomului nu respectă legile fizicii clasice care operează în macrocosmos.

Aceasta este unicitatea lumii subatomului. Posedă simultan proprietățile materiei și ale energiei. La nivel subatomic, existența materiei nu este continuă. Este atât de evaziv încât apare și dispare continuu; iau naștere în trei dimensiuni familiare și trec din nou în neant - într-un câmp cuantic în care nu există nici timp, nici spațiu. În plus, există o transformare constantă a particulelor (materiei) în unde (energie) și invers.
Dar unde ajung particulele când se dizolvă literalmente în aer?

Fizicienii au făcut următoarea descoperire: un subiect care observă (sau măsoară) cele mai mici particule ale unui atom, afectează asupra comportamentului energiei și materiei. S-a stabilit experimental că electronii există simultan într-un set infinit de realități posibile situate într-un câmp energetic invizibil.

Cu toate acestea, fiecare electron individual apare doar în acel moment, când intră în câmpul vizual al observatorului. Cu alte cuvinte, nici o particulă nu poate apărea în realitate (înțeleasă în termeni de spațiu și timp familiar nou), până când îi dăm atenție .

În fizica cuantică, acest fenomen se numește „defalcare a funcției de undă” sau „efect de observator” . Fizicienii știu deja că în momentul în care un observator observă un electron, există o intersecție a timpului și spațiului, în urma căreia, dintr-un set infinit de probabilități are loc un eveniment fizic. După această descoperire, mintea și materia nu mai pot fi considerate independente una de cealaltă - ele sunt profund interconectate, deoarece mintea subiectivă este capabilă să producă schimbări vizibile în realitatea obiectivă, fizică.

La nivel subatomic, energia reacţionează la atenţia îndreptată către ea şi se materializează.

Cum ar fi diferită viața ta dacă ai avea ocazia administra efect de observator și de unii singuri de a alege în ce realitate se materializează valurile de probabilități infinite? Și cum poți învăța să observi viața visurilor tale?

Întregul univers material este format din particule subatomice (electroni etc.). Natura acestor particule este astfel încât, până când observatorul le acordă atenție, ele există sub forma unui potențial pur și sunt în stare de undă. Ele sunt potențial „totul” și „nimic” – până când intră în atenție. Ei exista pretutindeniȘi nicăieri până când intervine un observator. Astfel, realitatea fizică există doar sub formă de potențial pur.

Dacă particulele subatomice pot exista simultan într-un număr infinit de locații posibile, atunci avem potențialul de a materializa un număr nelimitat de realități posibile. Cu alte cuvinte, orice eveniment care îndeplinește dorința noastră, ne imaginăm, el există deja în câmpul cuantic sub forma uneia dintre probabilități și își așteaptă observatorul.

Și dacă mintea umană este capabilă să materializeze un electron, atunci teoretic poate materializa orice probabilitate

Și asta înseamnă că în câmp cuantic conține deja o realitate în care ești sănătos, bogat, fericit și ai toate calitățile și abilitățile acelei imagini ideale despre tine care este prezentă în gândurile tale.

Și tu, observator, având în vedere capacitatea îngroșează câmpul cuanticși din nenumărate unde de probabilitate subatomică formă viata dorita evenimente. Adevărat, acest lucru necesită atenție conștientă, dorința de a aplica în mod conștiincios noile cunoștințe și practică zilnic.

Deci, toată realitatea materială constă în principal din energie care există într-o rețea uriașă, ale cărei elemente sunt interconectate dincolo de timp și spațiu. Această rețea, câmpul cuantic, conține toate probabilitățile pe care noi, ca observatori, le putem întruchipa cu ajutorul propriilor gânduri (conștiință), emoții și stări de a fi.

Dar este realitatea doar un set de forțe electromagnetice indiferente care acționează unele asupra altora? Este viața din noi doar o funcție biologică întâmplătoare?

Pentru a răspunde la aceste întrebări, luați în considerare următoarea logică:

Ce face inima să bată? Sistem nervos autonom.
Unde este localizat acest sistem?În creier. Sistemul limbic al creierului face parte din sistemul nervos autonom.
Există zone speciale ale țesutului cerebral responsabile pentru menținerea activității inimii? Da.
Din ce este făcută această țesătură? Din celule.
Din ce sunt făcute celulele? Din molecule.
Din ce sunt făcute moleculele? Din atomi.
Deci din ce sunt alcătuiți atomii? din particule subatomice.
Din ce sunt făcute particulele subatomice? Din energie.

„Tyth Adică ajungem invariabil la concluzia că aparatul nostru fiziologic constă exact din același material ca întregul Univers. Aceasta înseamnă că puterea spiritualizant corpul nostru este o formă de energie, - ceea ce înseamnă că este 99,99999% „nimic”, ca întreaga lume materială. Dar ce ironie! - ne încăpățânăm să acordăm atenție exclusiv acelei părți nesemnificative (0,00001%!) de realitate, care este materie. Ne scăpa ceva important?

Dacă acest „nimic” constă din unde de energie care transportă informații, iar puterea lor este responsabilă pentru formarea și funcționarea structurilor fiziologice umane, atunci putem lua în considerare cu încredere câmpul cuantic minte invizibilă. Și din moment ce energia este baza întregii realități fizice, mintea despre care tocmai am vorbit se autoorganizează în materie .

câmp cuantic - acesta este un potențial energetic invizibil capabil de auto-organizare în particule subatomice, apoi în atomi, în molecule și, în ordine crescătoare, în absolut totul. Din punct de vedere al fiziologiei, lanțul arată astfel: molecule - țesuturi - organe - sisteme - corpul în ansamblu. Cu alte cuvinte, potențialul energetic treptat, sub influența „observării”, reduce frecvența oscilațiilor undei până se transformă în materie solidă, într-o particulă de câmp cuantic.

Este mintea universală care dă viață câmpului cuantic și a tot ceea ce este în el, inclusiv noi. Aceeași forță dă viață realității materiale în toate manifestările ei. Datorită minții universale, inima ne bate, stomacul digeră alimentele și nenumărate reacții chimice au loc în fiecare celulă în fiecare secundă. Mai mult, sub influența sa, copacii dau roade și galaxiile îndepărtate se nasc și mor.

Și pentru că această minte este omniprezentă și atemporală, iar puterea ei operează atât în interiorul nostru, cât și în jurul nostru, este atât individuală, cât și universală.

Și noi suntem asemănări, particule ale acestei minți

Mintea universală are aceeași abilitate care ne face pe fiecare dintre noi o persoană - poate fi conștientă de ea însăși. Deși această forță este universală și obiectivă, este înzestrată cu conștiință de sine și cu capacitatea de a-și urmări mișcările și acțiunile în lumea materială.

În plus, conștiința minții universale afectează toate nivelurile: este conștientă nu numai de ea însăși, ci și de noi. Deoarece mintea universală vede totul, fiecare dintre noi se află în sfera atenției sale. El ne cunoaște gândurile, visele, faptele și dorințele. Și datorită efectului observatorului, mintea universală transformă toate acestea într-o formă materială.

Această conștiință, care a creat toate ființele vii, își cheltuiește energia și voința pentru a menține fiecare funcție a corpului nostru, astfel încât să continuăm să trăim, și arată un interes profund constant pentru noi - ce este, dacă nu dragoste adevarata?

Această minte universală este constiinta cuantica , se manifestă în conștiința obiectivă a câmpului și în conștiința de sine subiectivă, individuală, care are liberul arbitru. Copiind proprietățile conștiinței universale, noi înșine devenim creatori. Când rezonăm cu această minte iubitoare, devenim ca ea. La tot ceea ce mintea subiectivă trimite în câmpul cuantic, mintea universală dă un răspuns energetic sub forma unui eveniment corespunzător. Când voința noastră coincide cu voința lui, conștiința noastră corespunde conștiinței lui, iar dragostea noastră pentru viață este în consonanță cu dragostea lui pentru viață, noi ia un rol minte universală. Noi înșine devenim acea forță sublimă care învinge trecutul, vindecă prezentul și deschide porțile viitorului.

A.I. Lipkin

Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova ( Universitate de stat), Moscova

„În realitate, fiecare filosof are propria lui știință a naturii, iar fiecare naturalist propria sa filozofie. Dar aceste științe domestice sunt în cele mai multe cazuri oarecum învechite, înapoiate” [E. max, Cunoaștere și amăgire. M., 2003, p. 38]

Sunt luate în considerare fundamentele fizice și filozofice ale „problemei” „reducerii funcției de undă”. Se arată că fundamentele problemei sunt filozofice, nu fizice, iar soluția acestei probleme constă în formularea corectă a întrebării și luarea în considerare a eterogenității teoretice și operaționale a structurii fizicii, și nu în introducerea conștiință în bazele mecanicii cuantice.

1. Introducere

În formularea „teorfizică” creată în 1925–1927 a fost dată. a mecanicii cuantice, care conține o declarație clară a principiilor (postulatelor) care stau la baza acesteia, conținute în lucrările lui Schrödinger, Born, Heisenberg și Bohr, (în esență la fel de clar ca și în teoria relativității). În clasificarea lui K. Popper, corespunde „a treia” (după „Copenhaga” (Bohr, Born, Heisenberg etc.) și „anti-Copenhaga” (Einstein, de Broglie, Schrödinger etc.) „interpretare” ( mai exact, „paradigma”) a mecanicii cuantice, cea folosită de cei care lucrează în mecanica cuantică fizică. Principalul acestor principii-postulate este afirmația că 1) în mecanica cuantică, starea unui sistem fizic este determinată nu de valori, ci de distribuțiile de probabilitate ale valorilor cantităților măsurabile corespunzătoare (aceasta este o generalizare naturală). a conceptului de stare în fizică); rezultă că 2) o măsurătoare nu spune nimic despre starea sistemului, iar pentru a determina distribuția probabilității prin măsurare este necesară o serie suficient de lungă de măsurători, 3) și prin calcul acest lucru se poate face folosind „interpretarea probabilistică a funcției de undă” (denumită de obicei M. Born le leagă doar pe cele din urmă, dar implică și primele două, așa că le combin pe toate trei sub denumirea de „ postulatele lui M. Born”);. Acesta este un concept larg răspândit în rândul fizicienilor (cel puțin l-am învățat în timp ce studiam la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova), care, datorită unei anumite tradiții istorice, nu se încadrează în discuția filozofică a problemelor mecanicii cuantice. " Teorefizic„„interpretarea” acceptă prevederile „interpretarii de la Copenhaga” despre completitudinea mecanicii cuantice și tipul probabilistic de descriere aplicat obiectelor cuantice individuale, dar susține că starea unui sistem cuantic există indiferent dacă este măsurabilă sau nu . În această formulare nu există „paradoxuri” și nu există nici un fenomen de „reducere (colaps) a funcției de undă”.

Cu toate acestea, există o tradiție larg răspândită (inclusiv în rândul fizicienilor) de discuție filozofică a problemelor mecanicii cuantice, unde atât „paradoxurile” („pisica lui Schroditnger”, etc.) cât și problema „reducerii (colapsului) funcției de undă” sunt discutate și, încercând să le rezolve, se ajunge la afirmația despre includerea conștiinței în formalismul mecanicii cuantice. Așadar, cunoscutul fizician W. Heitler, urmând prevederile interpretării „Copenhaga”, ajunge la concluzia că „observatorul apare ca o parte necesară a întregii structuri, iar observatorul cu toată plenitudinea posibilităților sale de un ființă conștientă.” El susține că, datorită apariției mecanicii cuantice, „nu mai este posibil să se susțină divizarea lumii în „realitatea obiectivă din afara noastră” și „noi”, observatori conștienți de sine din exterior. Subiectul și obiectul devin inseparabile de fiecare. alte." Popper consideră că Heitler oferă aici „o formulare clară a doctrinei includerii subiectului într-un obiect fizic, o doctrină care este prezentă într-o formă sau alta în „principiile fizice ale teoriei cuantice” ale lui Heisenberg și în multe altele... „ [op. la 20, p. 74]. Prin urmare, merită luate în considerare în special fundamentele tuturor acestor afirmații, care, de altfel, se dovedesc de fapt nu fizice, ci filozofice (ideologice).

2. Formularea „problemei reducerii (colapsului) a funcției de undă”

Pentru comoditatea analizei, împărțim formularea problemei „reducerii (colapsului) funcției de undă” în următoarele afirmații:

afirmația 1: măsurarea este un fenomen care trebuie descris de teoria cuantică;

afirmația 2:în limbajul teoriei cuantice, acest fenomen este descris ca o modificare instantanee a funcției de undă a sistemului, de la Y=S k c k |b k > (în vedere generala, în notația Dirac, unde |b k > este o funcție proprie pentru operatorul mărimii măsurate b) la | b 1 ñ cu probabilitate |c 1 | 2 (conform regulilor Born); acest salt se numeste reducerea (sau prăbușirea) funcției de undă";

afirmația 3: o astfel de tranziție nu este descrisă de ecuația Schrödinger și, prin urmare, se dovedește a fi " ilegal din punctul de vedere al ecuațiilor mecanicii cuantice standard.Incompletitudinea mecanicii cuantice moderne, care se deduce din ultima afirmație (pe baza primelor două), și necesitatea dezvoltării suplimentare a fundamentelor sale, este esența a ceea ce a fost înțeles încă de pe vremea lui von Neumann prin „problema reducerii (colapsului) funcțiilor de undă”.

Dintr-o încercare de a rezolva această problemă, prin extinderea „interpretarii de la Copenhaga”, se dezvoltă o direcție specială în filosofia mecanicii cuantice (la joncțiunea dintre „Copenhaga” („Bohr”) și „anti-Copenhaga” („Einsteinian” ) „interpretări” mecanicii cuantice). Împărtășind principalele teze ale copenhaghenilor despre descrierea probabilistică și că actul de măsurare generează o stare, Von Neumann arată că acesta din urmă duce la o nouă problemă, adăugând astfel un alt „paradox” clasic vistieriei anti-copenhagheni, în sprijinul tezei lor de incompletitudine (neconcluzie) a mecanicii cuantice moderne. Pentru a rezolva această problemă în anii 1930. Însuși von Neumann (în cartea sa clasică) oferă o introducere în formularea mecanicii cuantice a observatorului și în a doua jumătate a secolului XX. – conștiință și exotism precum interpretarea multi-lume a lui Everett-Wheeler-DeWitt.

Acesta din urmă presupune că fiecare componentă din suprapunerea |Y>=S k c k |b k > „corespunde unei lumi separate. Fiecare lume are propriul său sistem cuantic și propriul său observator, iar starea sistemului și starea observatorului sunt corelate. Procesul de măsurare poate fi numit... un proces de „împărțire” lumi. În fiecare dintre lumi paralele, o valoare măsurabilă b are o anumită valoare b i , iar această valoare o vede observatorul „se stabilește în această lume”. Potrivit lui M.B. Mensky, în această interpretare se crede că „diferiți membri ai suprapunerii corespund diferitelor realități clasice, sau lumi clasice . .. Conștiința observatorului este stratificată, este împărțită, în conformitate cu modul în care lumea cuantică este stratificată în multe lumi clasice alternative. În același timp, „nu are loc nicio reducere în timpul măsurării, iar diferitele componente ale suprapunerii corespund diferitelor lumi clasice, la fel de reale. Orice observator se găsește, de asemenea, într-o stare de suprapunere, adică conștiința sa „se desparte” („apare scindare cuantică„observator”), în fiecare dintre lumi există un „dublu” care este conștient de ceea ce se întâmplă în această lume” („Pentru claritate, putem presupune că fiecare observator „se împarte” în mulți observatori dubli, câte unul pentru fiecare dintre Lumile lui Everett” ) (o astfel de scindare a conștiinței este foarte asemănătoare cu ceea ce se numește în psihiatrie schizofrenie(Schizo grecesc - împărtășesc)). La acest M.B. Mensky adaugă afirmația „că selecția alternativelor trebuie efectuată prin conștiință”. M.B. Mensky și colab. consideră că calea printr-o astfel de interpretare și conștiință este singura alternativă la fenomenul de „reducere a funcției de undă”. Dar este?

În prefața articolului de M.B. Mensky „Conceptul de conștiință în contextul mecanicii cuantice” V.L. Ginzburg scrie: „Nu înțeleg de ce așa-numita reducere a funcției de undă este într-un fel conectată cu mintea observatorului, unde electronul lovește... Desigur, observatorul va vedea punctele de pe ecran în următoarea perioadă. a doua zi după experiment și nu înțeleg ce legătură are rolul special al conștiinței sale. Aceasta este o poziție fizică normală, venită de la Galileo și Newton: un fizician se ocupă de obiecte și operații (măsurări ale stărilor, pregătirea unui sistem) care sunt divorțate de un anume „observator” și de conștiința lui (sau a acestora), adică. obiectivat. Aceste operațiuni sunt descrise clar și nu contează cine le va efectua Petrov, Ivanov sau mitraliera. Dacă se presupune că nu este așa, atunci aceasta nu mai este fizică, ci altceva.

Pe ce bază încearcă unii fizicieni să introducă conștiința în bazele fizicii? O astfel de bază este parabola că în mecanica cuantică există o problemă de măsurare care duce la paradoxurile „reducerii (colapsului) funcției de undă. În același timp, 1) se afirmă existența acestei probleme, 2) necesitatea de a introduceți un observator sau o conștiință în mecanica cuantică pentru a o rezolva (pe care o astfel de conștiință - nimeni nu știe cu adevărat, dar de aceea totul poate fi pus pe seama ei). Fizicieni proeminenți spun această pildă. Cu toate acestea, „argumentul de la autoritate” era deja considerat ca cel mai slab din Evul Mediu, iar A. Einstein a avertizat: „Dacă vreți ceva ce să aflați de la fizicienii teoreticieni despre metodele pe care le folosesc, vă sfătuiesc să respectați cu fermitate un singur principiu: nu ascultați ce spun ei, ci mai degrabă. studiază-le acțiunile... „(„Despre metoda fizicii teoretice” (1933)).

În acest sens, vom analiza această problemă mai amănunțit. Pentru a face acest lucru, continuăm descrierea lui V.L. Ginzburg: „Dacă descriem starea unui electron după interacțiunea sa cu atomii dintr-o placă fotografică folosind funcția de undă”, spune el, „atunci această funcție va fi evident diferită de cea originală. unul și, să zicem, localizat într-un „punct” de pe ecran. Aceasta se numește de obicei reducerea funcției de undă”.

In aceea " evident„și este rădăcina întregii probleme. Acest „evident” stă la baza formulării originale a problemelor de „reducere (colapsare) a funcției de undă” și „măsurare cuantică” în . Prin urmare, să ne oprim asupra acestui „ evident" și analizează ce se află în spatele lui. Ce "evident"? Este evident că măsurarea este o interacțiune, un fenomen care poate fi descris teoretic și totul fără urmă. Adică, „afirmația 1” este evidentă (din cele trei afirmații de mai sus). Dar este? „A apărut un punct” și „a avut loc colapsul funcției de undă” nu sunt afirmații echivalente. Primul este un fapt experimental, al doilea este doar o posibilă interpretare a acestui fapt. Deoarece acesta din urmă nu este în mare măsură fizic, ci filozofic (natural-filosofic) în natură și se referă la fundamentele fizicii, atunci aceste fundamente trebuie analizate. Mi se pare că o mică digresiune în istorie va explica multe.

3. Structura experimentului și reducerea mecanică

Fizica modernă s-a născut în secolul al XVII-lea; originile ei sunt teoria căderii corpurilor a lui Galileo și dinamica lui Newton (mecanica). Prima a fost fundamentala diferența dintre noua fizică și filosofia naturală speculativă. Esența acestei diferențe a fost cerința materializare construcţii speculative cu ajutorul operațiuni de gătit (<П|) физической системы (например, гладкой наклонной плоскости, шарика, его помещения на определенной высоте) и măsurători(|Și>) mărimile corespunzătoare (timp, distanță, viteză) care sugerează prezența standardeleȘi operatii de comparatie cu un standard. Aceste operațiuni au fost împrumutate din tehnologie. Rezultatul este unul eterogen teoretic-operaţional„structura unui experiment fizic (dată de Fock în contextul disputei cu Bohr), exprimând cele mai importante trăsături ale „revoluției științifice a secolului al XVII-lea”:

<П| X(T) |И>. (1)

Aici partea de mijloc corespunde modelului teoretic al fenomenului (obiect sau proces) sau fenomenului în sine, dacă nu există model, iar un studiu pur experimental este în curs (de care nu ne va interesa încă). Există două puncte importante aici: 1) piesele de operare <П| и |И> distinge fizica de filosofia naturală speculativă; 2) aceste operații sunt un material special, este operațiuni tehnice, nu fenomene naturale.

Deci in Grecia antică Filosofia naturală corespundea științei naturii (de exemplu, atomismul lui Democrit), care construiește modele ontologice ale „naturii întâi”, iar fizica lui Aristotel, pe care el a definit-o ca știință a mișcării, i se alătură. În același timp, filosofia, filosofia naturală și fizica lui Aristotel nu aveau nimic de-a face cu tehnologia (mecanica mașinilor), cu ajutorul căreia maestrul a reușit să depășească natura. Tehnica este o „a doua natură”, presupunând existența unei „prima naturi” care este subiectul filosofiei naturale. Din vremea Greciei Antice până în Noua Eră, au prevalat ideile că „domeniul mecanicii este domeniul activitati tehnice, acele procese care nu au loc în natură ca atare fără participarea și interventia omului. Subiectul mecanicii îl reprezintă fenomenele care apar „contrar naturii”, adică. contrar fluxului proceselor fizice, pe baza „artei” (technh) sau „tricks” (mhcanh)... problemele „mecanice”... reprezintă un domeniu independent, și anume domeniul operatii cu scule si masini, zona „artei”... Mecanica este înțeleasă ca un fel de „artă”, arta de a face unelte și dispozitive care ajută la depășirea naturii...”. În secolul al XVII-lea cele două linii luate în considerare s-au mutat separat. Filosofia naturală matematizată (caracterizată prin metafora „cărții naturii scrisă în limbajul matematicii”) a căutat legile mișcării naturale – „legile naturii”, independent de activitatea umană. Nu este o coincidență faptul că celebra lucrare a lui Newton se numește „Principiile matematice ale filosofiei naturale”, și nu „mecanica”, așa cum a început să fie numită mai târziu această secțiune a fizicii. Mașinile, în schimb, au fost create de arta inginerilor mecanici (folosind uneori mecanica-fizică, așa cum era cazul lui Huygens la calcularea mecanismului ceasului), esența mașinii era determinată de oameni și redusă la anumite funcții. Acțiunile oamenilor erau opuse fenomenelor naturale, Acestea erau două zone diferite – zone de „a doua” și „prima” natură.

În Galileo, aceste două linii se intersectează și generează experiment fizicși o nouă știință naturală fizică, in care formă dezvoltată prezentate în Principia Mathematica a lui Newton. Această nouă fizică folosește operațiuni de pregătire și măsurare de „a doua” natură. Acestea. în structura (1), membrul mijlociu este un fenomen aparținând naturii „prima”, care face obiectul cercetării folosind mijloace fizice (științifice) conceptuale, iar membrii extremi aparțin naturii „a doua” mijloace tehnice. Cel mai important punct al structurii (1), care formează un întreg nou, este că acestea termenii extremi nu sunt fenomene, ci operații, acțiunile unei persoane și orice persoană sau chiar un automat. Acea. structura (1) cuprinde, pe lângă fenomenul empiric și teoria acestuia, operațiile de pregătire (<П|) и измерения (|И>), care sunt împrumutate din tehnologie și au o altă natură („a doua”).

Cu toate acestea, în începutul XIX V. P. Laplace generează nou tip de filozofie naturală, în care pare să folosească conceptele mecanicii newtoniene, dar fără părți operaționale extreme. Ca urmare, după impresia lor exterioară, ele decurg din fizică, dar de fapt sunt concepte tipice pur speculative natural-filosofice. Această filozofie naturală a devenit cunoscută ca mecanism. Acest mecanism are mai multe aspecte. În primul rând, este un determinism universal care neagă liberul arbitru: „Orice fenomen care are loc este legat de precedentul... trebuie să considerăm starea actuală a universului ca o consecință a stării sale anterioare și ca fiind cauza celei ulterioare”. „Cel mai liber arbitru nu poate da naștere acestor acțiuni fără o cauză motivantă” (în esență, tot ceea ce trăiește aici se reduce la o mașinărie complexă care își asumă o forță exterioară ca sursă de activitate). În al doilea rând, - negarea hazardului - șansa este „doar o manifestare a ignoranței, motiv adevărat care suntem noi înșine”.

Dar cea mai importantă caracteristică a mecanismului pentru noi este reducţionismul, reducerea totul la mecanică (în secolul al XIX-lea – clasică). Esența acestui reducționism și, în același timp, atitudinea fizicienilor față de acesta, a fost foarte clar exprimată de fizicianul și filozoful proeminent de la sfârșitul secolului al XIX-lea. E. Mach: „Ca un toast inspirat dedicat lucrării științifice din secolul al XVIII-lea”, spune el, cuvintele des citate ale marelui Laplace sună: „Intelectul, la care toate forțele naturii și poziția reciprocă a tuturor maselor. ar fi dat pentru o clipă, și care ar fi suficient de puternic pentru a supune aceste date analizei, ar putea reprezenta într-o singură formulă mișcările celor mai mari mase și ale celor mai mici atomi; nimic nu i-ar fi necunoscut, atât trecutul, cât și viitorul i-ar fi deschis ochii.” Laplace a înțeles în același timp cum se poate dovedi acest lucru, și atomii din creier... În general, idealul lui Laplace este cu greu străin pentru marea majoritate a oamenilor de știință naturii moderni... ". Această logică reducționistă Laplace bazată pe teza - totul este făcut din atomi, atomii se supun legi fizice, prin urmare, totul trebuie să respecte legile fizicii(pentru Laplace - legile dinamicii și gravitației lui Newton), în secolul XX. pe baza legilor mecanicii cuantice, E. Schrödinger și mulți alți fizicieni de seamă reproduc aproape cuvânt cu cuvânt: „Dacă teoria cuantică este capabilă să ofere Descriere completa tot ceea ce se poate întâmpla în univers, atunci ar trebui să se poată descrie și pe sine proces de observare prin funcțiile de undă ale echipamentelor de măsurăși sistemul aflat în studiu. În plus, în principiu, teoria cuantică ar trebui să descrie și cercetătorul însuși, care observă fenomenele cu ajutorul echipamentelor adecvate și studiază rezultatele experimentului ... prin funcţiile de undă ale diferiţilor atomi care alcătuiesc acest explorator„. Aceeași logică se aplică operațiunilor de gătit: toate dispozitivele, uneltele și materiile prime, precum și persoana care le manipulează, constau din atomi care interacționează între ei (totul este conectat la tot), prin urmare nu există sisteme închise și există nu este nicăieri să luăm stări curate ale microparticulelor individuale descrise de funcțiile de undă.

Deci, în mecanism, natura „a doua” este dizolvată în „prima” și se uită diferența fundamentală dintre operațiile tehnice asociate activității umane și fenomenele naturale. Filosofia naturală a lui Laplace, care, în esență, a transformat măsurarea (și pregătirea) într-un fenomen, distrugând structura experimentului (1), nu a avut consecințe grave pentru fizica vremii, unde structura (1) încă domnea și nimeni a luat în serios problema descrierii folosind ecuațiile lui Newton ale operației de măsurare a lungimii tijei.

O situație diferită a apărut în mecanica cuantică a secolului al XX-lea. Aici, I. Schrödinger (în „Pisica lui Schrödinger”) și mulți alți fizicieni, repetând raționamentul lui Laplace (până la înlocuirea mecanicii lui Newton cu mecanica cuantică), au dat naștere „problema măsurării în mecanica cuantică” și problema aferentă „reducerii”. (colapsul) funcțiilor de undă”.

4. Critica enunțului problemei ca cheie a soluționării acesteia

Toate problemele și paradoxurile mecanicii cuantice, inclusiv „reducerea funcției de undă”, se bazează pe această filozofie naturală mecanicistă. Prin urmare, dacă este eliminat, atunci paradoxurile se prăbușesc, iar problema „reducerii funcției de undă” se transformă într-o afirmație arbitrară. Într-adevăr, esența fizică a „teoriei măsurătorilor cuantice” a lui I. von Neumann constă în luarea în considerare teoretică a sistemelor compozite obținute prin „ruperea” secvențială a pieselor din dispozitiv și includerea lor în sistemul studiat, i.e. în partea centrală (sh. 1), ceea ce duce la complicarea părții teoretice datorită includerii elementelor părții de măsurare în ea. Dar această procedură nu duce la dificultăți fundamentale și este descrisă de mecanica cuantică obișnuită. „Reducerea funcției de undă” este atribuită manual ca o ipoteză ad-hoc la final, bazată doar pe filozofia naturală mecanicistă. Dacă ultimul argument este considerat nefondat, atunci granița dintre natura „prima” - fenomen și natura „a doua” - devine imediat vizibilă. operațiuni comparatie cu standardul.

Comparația cu un standard este o operație, un act al activității umane și nu un fenomen natural (în experimentul discutat mai sus de V. Ginzburg, interacțiunea unei particule cuantice cu un atom al unei plăci fotografice poate fi inclusă în sistem, dar fixarea poziției acestui atom dintr-o placă fotografică se realizează printr-un fel de dispozitiv, cum ar fi un micrometru, iar această fixare este o operație care nu poate fi considerată naturală. fenomen). Procedurile de pregătire au o calitate similară. Această proprietate a elementelor extreme „operaționale” din formula structurală (1) poate fi numită „non-teoretică” (dar nu în sensul pozitivist al unui „fapt empiric” pur, ci în sensul de apartenență la operații tehnice). Adică la fizică frontieră trece între descrierea teoretică şi operaţii, și nu între „observabil” și „neobservabil” (electronul este neobservabil, dar „pregătitor”, parametrii săi sunt neobservabili, dar măsurabili), și nu între microlume și „limbajul clasic” (Bohr) . Von Neumann fixează și această graniță fundamentală. Însă o fixează ca graniță între „observat” și „observator”, interpretându-le în spiritul pozitivismului lui E. Mach: „experiența nu poate duce decât la afirmații de acest tip – observatorul a experimentat o anumită percepție (subiectivă), dar niciodata la afirmatii de genul : o anumita marime fizica are o anumita valoare". Eu spun contrariul: "cantitatea fizica" masurabila are o "valoare anume" obiectiva, iar "observatorul" poate fi inlocuit cu un automat. Deci, masurarea (ca gătitul) este operare tehnică, nu un fenomen, de unde rezultă că nu există „fenomen” de „reducere a funcției de undă”, adică. luată de mulți fizicieni drept „afirmația 1” evidentă, care nu numai că nu este evidentă, ci și falsă. În mecanica cuantică, ca și în alte ramuri ale fizicii, măsurătorile arată, nu schimbă stările.

Cât priveşte operatorul de proiecţie introdus de I. von Neumann şi P. Dirac, care acţionează asupra funcţiilor de undă, locul lui poate fi ilustrat prin exemplul unui „ecran cu fantă”. Conform structurii (1), ecranul cu fantă poate îndeplini diverse funcții în funcție de poziția sa în această structură. In zona de gatit va actiona ca un filtru care pregateste starea initiala. Poate fi, de asemenea, un element al dispozitivului de măsurare. Dar, în ambele cazuri, este inclusă în operațiunile tehnice și este în afara domeniului de aplicare al limbajului funcțiilor de undă, care este aplicabil numai descrierii fenomenelor din partea centrală a (1) și este destinat doar descrierii. de natura „primă”. Doar fiind în interiorul sistemului studiat, în cadrul descrierii acestuia, ecranul cu fantă va fi descris (în aproximarea semiclasică) de către operatorul de proiecție.

„Propunerea 2” este, de asemenea, falsă. Ca principal argument în favoarea sa, teza exprimată de von Neumann este dată că dacă sistemul este supus la două măsurători imediat succesive („nedistructive”, „de primul fel” după Pauli), atunci rezultatul a doua măsurătoare va coincide cu rezultatul primei . S-a referit la experimentul Compton-Simons privind ciocnirea fotonilor și electronilor. De atunci, a fost acceptat ca un fapt experimental bine-cunoscut care confirmă „afirmația 2”. Dar este corectă această interpretare a acestei experiențe? Enunţarea corectă a problemei despre re-interacțiuneîn cadrul mecanicii cuantice standard, bazată pe ecuația Schrödinger, a fost considerată de L. Schiff ca o problemă de calcul a distribuției probabilității excitației a doi atomi într-o cameră cu nori de către o particulă cuantică care trece rapid (electron). Cu alte cuvinte, rezultatele experimentale citate de obicei în sprijinul tezei von Neumann și "afirmații 2", sunt descrise corect în cadrul mecanicii cuantice standard ca problema schimbării stării unei particule în cursul a două interacțiuni repetate. De aceea „afirmația 2”și pe baza ei „afirmația 3” sunt de asemenea nefondate.

Astfel, rezultatele experimentale citate de obicei în sprijinul afirmațiilor lui von Neumann pot fi descrise în termeni de mecanică cuantică standard fără această afirmație. „Astăzi, - conform lui D.N. Klyshko, - se pare că toate experimentele cunoscute sunt descrise cantitativ de algoritmii standard ai teoriei cuantice și de postulatul Born. Din nou și din nou, doar caracterul adecvat al formalismului cuantic este confirmat (pentru alegerea potrivita model) și postulatul Born. Este de remarcat faptul că postulatul de proiecție von Neumann-Dirac (spre deosebire de postulatul Born) nu este aparent utilizat niciodată în descrierea cantitativă a experimentelor reale. Ea, ca și conceptul de reducere parțială, apare numai în raționamentul natural-filosofic calitativ general. Cel puțin astăzi, autorii nu cunosc rezultate experimentale care nu ar putea fi descrise teoretic în acest fel... Astfel, ajungem la concluzia că „problema reducerii funcției de undă” este doar o oarecare ipoteză (sau postulat) propusă de Dirac și von Neumann (1932) și este un exemplu tipic de „cerc vicios”: mai întâi se consideră de la sine înțeles că funcția de undă este anihilată dintr-un motiv necunoscut în afara zonei de înregistrare (pentru a măsura tipul de determinare a poziției unei particule. ), iar apoi este luată ca o lege a naturii, conform cunoscutei expresii engleze – „adoptat prin repetiție””. Adesea, reducerea este prezentată ca un eveniment „real”. Într-o serie de manuale și monografii, reducerea este declarat unul dintre postulatele de bază ale mecanicii cuantice, așa cum se face, de exemplu, în (dar în același timp, se face următoarea notă semnificativă la p. 294 : „... când se face o distincție atentă între procedeul de pregătire iar procedura de măsurare, postulatul proiectiv nu este necesar"). Cu toate acestea, postulatul de proiecție von Neumann-Dirac nu este de fapt necesar și niciodata folosit pentru o descriere cantitativă a efectelor observate efectiv. Prin urmare, nu este de mirare că într-o serie de lucrări conceptul de reducere, necesitatea sa, este pus sub semnul întrebării (vezi ). De exemplu, conform , „... regula de proiecție von Neumann ar trebui privită ca pur matematică și nu ar trebui să i se acorde niciun sens fizic”.

Astfel, postulatele lui Born date în formalismul „teorfizic” (vezi începutul acestui articol) oferă tot ceea ce este necesar pentru a compara teoria și experimentul. Acestea sunt postulatele de bază ale mecanicii cuantice, în concordanță cu toate experimentele cunoscute. Conceptul de „reducere a funcției de undă” în momentul măsurării pare redundant. Mai mult, descrierea efectelor de corelație cuantică în termeni de reducere și terminologia aferentă (nonlocalitate, teleportare (vezi discuția lor în )) duce la pseudo-paradoxuri precum telegraful superluminal. Principala eroare logică care duce la „problema reducerii funcției de undă” (și „paradoxurile” „pisicii lui Schroditnger”, etc.) este ignorarea eterogenității structurii fizicii (1), din care rezultă că măsurare(și gătitul) este nu un fenomen al naturii, ci o operațiune asociată cu tehnologia umană, care poate face ceea ce natura nu poate. Iar acest lucru are loc în fizică, începând cu teoria căderii unui corp a lui G. Galileo, și nu numai în mecanica cuantică.

Completitudinea mecanicii cuantice nu constă în descrierea teoretică mecanic-cuantică a tuturor operațiilor de măsurare (și pregătire), ci, ca și în alte ramuri ale fizicii, în formularea fundamentelor consistente ale mecanicii cuantice, inclusiv măsurarea (și pregătirea). ) operațiuni. În acest sens, „noua” mecanică cuantică creată în anii 1925-1927 este completă (asta se demonstrează prin formularea „teoretică” a fundamentelor). De aceea după 1925-1927. mecanica cuantică se dezvoltă cu succes ca o știință normală bazată pe formularea „teorfizică” a mecanicii cuantice, iar majoritatea fizicienilor sunt puțin preocupați de problema „reducerii funcției de undă”, adesea fără să știe deloc despre aceasta.

Literatură

1. Barvinsky A.O., Kamenshchik A.Yu., Ponomarev V.N. Probleme fundamentale de interpretare a mecanicii cuantice. Abordare modernă. Moscova: MGPI, 1988.

2. Bohm D. Teoria cuantică. Moscova: Nauka, 1965.

3. Bor N. Lucrări științifice alese. M.: Nauka, vol. 1, 1970. -582 p.; v.2, 1971.

4. Heisenberg W. Fizica si Filosofie. Parte și întreg. (M.: Nauka, 1989)

5. Grigorian A.T., Zubov V.P. Eseuri despre dezvoltarea conceptelor de bază ale mecanicii. Moscova: Nauka, 1962.

6. Klyshko D.N., Lipkin A.I.„Despre „prăbușirea funcției de undă”, „teoria cuantică a măsurătorilor” și „incomprehensibilitatea” mecanicii cuantice”. Jurnal electronic „Investigat în Rusia”, 53, pp. 736-785, 2000

7. Landau L.D., Lifshitz E.M. Fizica teoretică în 10 vol. M.: Nauka, 1965–1987.

8. Laplace, P. S. Experiență în filosofia teoriei probabilităților: Popul. expunere. Fundamentele teoriei probabilităților și aplicațiile acesteia. M. : Tipo-lit. Kușnerev, 1908.

9. Lipkin A.I. Bazele științelor naturale moderne. Vedere model de fizică, sinergetică, chimie. M.: „Cartea universitară”, 2001.

10. Lipkin A.I. Există un fenomen de „reducere a funcției de undă” atunci când este măsurat în mecanica cuantică? // Uspekhi fizicheskikh nauk, v.171, N4, 2001, p. 437-444.

11. Lipkin A.I. Mecanica cuantică ca ramură a fizicii teoretice. Formularea sistemului de concepte și postulate inițiale // Probleme de actualitate ale științei naturii moderne. 2005, numărul 3, p. 31-43.

12. Lipkin A.I. Modelul obiect teoretico-operațional al structurii cunoștințelor științifice // Philosophy of Science (editat de A.I. Lipkin). M.: EKSMO, 2007.

13. Lipkin A.I. Probleme filozofice ale mecanicii cuantice // Philosophy of Science (editat de A.I. Lipkin). M.: EKSMO, 2007.

14. Mach E. Eseuri științifice populare. Sankt Petersburg: Educație, 1909.

15. Mensky M.B. Mecanica cuantică: noi experimente, noi aplicații și noi formulări de întrebări vechi // Uspekhi fizicheskikh nauk, 2000, v.170, nr. 6, p. 631-648.

16. Mensky M.B. Mecanica cuantică, conștiința și o punte între două culturi // Questions of Philosophy, 2004, nr.6, 64–74.

17. Mensky M.B. Conceptul de conștiință în contextul mecanicii cuantice // Uspekhi fizicheskikh nauk. 2005. V. 175. Nr. 4. S. 413-435.

18. Neumann von I. Fundamentele matematice ale mecanicii cuantice. Moscova: Nauka, 1964.

19. Penrose R. Umbre ale minții în căutarea unei științe a conștiinței. Moscova; Izhevsk: Institutul de Calculatoare. cercetare, 2005.

20. Popper K. Teoria cuantică și scindarea în fizică. De la „Postscript” la „Logica descoperirii științifice” (tradus din engleză, comm. și postfață de A.A. Pechenkin) M .: Logos, 1998.

21. Sudbury A. Mecanica cuantică și fizica particulelor elementare(M.: Mir, 1989).

22. Fok V.A. Critica opiniilor lui Bohr asupra mecanicii cuantice // Uspekhi fizicheskikh nauk, 1951, XLV. 1, p. 3–14.

23. Schiff L . Mecanica cuantică (Moscova: IL, 1959) .

24. Colecția Einstein A. lucrări științifice. Tt. 1-4. M., Science, 1965-1967.

25. Ballentine L E Int. J. Theor. Fiz. 27 , 211 (1988)

26. Braginsky V B, Khalili F Y Măsurarea cuantică(Cambridge Univ.Press, 1992)

27. Compton A. H., Simon A. W. Dirijată Quanta de raze X împrăștiate // Phys. Rev., 1925, v. 26, p. 289–299.

28. Acasă D, Whitaker M A B Interpretări ale măsurătorilor cuantice fără postulatul colapsului // Phys. Lett. 1988, v. A 128, p. 1-3.

29. Margenau H. Measurement in Quantum Mechanics // Annals of Physics (N.Y.), 1963, v. 23, p. 469-485.

30. Namiki M, Pascazio S, în Probleme fundamentale în teoria cuantică// Fiz. Rev. 1993, v. A 44, p. 39-48.

31. Mecanica cuantică fără reducere(Eds. M Sini, J Levy-Leblond) (Bristol: Hilger, 1990).

32. Teoria cuantică și măsurarea (Eds JAWheeler, WH Zurek) (Princeton: Princeton University Press, 1983) p. 168

33. Wigner E.P. Problema măsurării // Amer. J. de fizică, 1963, v. 31, p. 6-15.

Această formulare se bazează pe o viziune mai generală „obiect-teoretic-operațională” a fizicii, care este rezultatul unei analize a două revoluții științifice fundamentale - secolul al XVII-lea. și granițele secolelor XIX-XX. (pe segmentul de la crearea electrodinamicii maxwelliene până la formularea unei „noui” mecanici cuantice). În cursul acestuia din urmă, fizica este împărțită în secțiuni separate, fiecare având fundații clare (sub forma unui sistem de principii-postulate), care includ definiția celor principale (" primar") obiecte ideale (PIO) din această secțiune a fizicii (cum ar fi o particulă mecanică în mecanica clasică și un câmp electromagnetic în electrodinamică), din care sunt construite obiecte ideale „secundare” (SIO) - modele ale diferitelor fenomene (la fel cum sunt construite diverse figuri din puncte și linii în geometrie). În același timp, formarea PIO și fundamentele diviziunii fizicii nu urmează schema empiric realistă a pr. Bacon (de la fapte empirice la generalizări empirice (regularități) și apoi la legile teoretice generale), care a fost criticată încă din secolul al XVIII-lea. D. Hume și I. Kant, iar în secolul XX. - K. Popper (cu care A. Einstein a fost de acord), și după schema raționalist-constructivistă a lui G. Galileo: de la definirea teoretică a conceptului până la materializarea lui folosind operațiile de pregătire și măsurare discutate mai jos (vidul lui Galileo este locul unde corpul cade uniform accelerat, cadrul inerțial de referință al lui Newton este locul în care legile lui Newton sunt îndeplinite etc. și în continuare este dat modul de implementare a acestora în materialul empiric). Adică, PIE-urile sunt primare, iar materializarea lor empirică este o aproximare. Pentru VIO, opusul este adevărat: ele servesc ca model aproximativ pentru fenomenul natural pe care îl descriu. În centrul acesteia, formată la începutul secolului al XX-lea. forme de reprezentare a cunoștințelor fizice cuprinse în cursurile de fizică teoretică (etc.), se dovedește a fi un obiect fizic (sistem) și stările sale, și nu legile care acționează ca una dintre laturile obiectului (PIO) .

Valorile acestor cantități într-un act separat de măsurare nu pot fi comparate cu starea sistemului nici înainte, nici după acest act de măsurare (dacă nu este pregătit într-o stare specială „proprie”).

Este reprezentat în lumea de astăzi de oameni de știință de seamă precum E. Wigner și R. Penrose, iar în țara noastră M.B. Mensky și alții.

Această lucrare continuă analiza critică a unor astfel de afirmații, începută în .

Am făcut o măsurătoare și am ajuns într-o „proiecție”, am făcut alta – în alta. Dar dacă nu sunt singurul de pe Pământ care face asta? Răspunsul la această întrebare arată astfel: „În orice lume Everettiană, toți observatorii văd același lucru, observațiile lor sunt consecvente între ele”. Adică se dovedește că conștiința este una pentru toți(Episcopul Berkeley, într-un pasaj similar, L-a prezentat pe Dumnezeu ca observator universal), deși anterior se spusese că „ conștiința individuală este subiectivă face o alegere (selecție)". Pe ce bază se face o afirmație atât de puternică? Pe baza că, altfel, totul se va prăbuși (nu va exista „liniaritatea evoluției cuantice") și autorul nu vede altă cale cum să apeleze conștiința atotputernică, adică una dintre întrebările centrale pentru întrebarea „interpretarea multi-lumilor” (a lui Călcâiul lui Ahile) – depășirea „schizometriei” în prezența multor observatori – nu este rezolvată.

Cu ce este mai plăcut să trăiești: cu o simplă conștiință a comportamentului probabilist al obiectelor cuantice și a naturii operaționale a măsurării (care este discutată mai jos) sau cu conștiința „schizometriei” existențelor infinit divizate pentru a „explica” acest probabilist. comportamentul obiectelor cuantice, probabil o chestiune de gust, dar deloc logic, acesta din urmă nu adaugă la armonie, ceea ce confirmă prezentarea ei în, plină de numeroase „există motive de gândire”, „dacă acceptăm această ipoteză”, „se pare destul de plauzibile”, „dacă ne identificăm”, etc., care ascund multe ipoteze ad-hoc arbitrare. Neverificabilitate fundamentală ( „interpretarea multi-lume nu poate fi verificată experimental”) din această construcție vorbește despre natura ei pur natural-filosofică. De asemenea, nu există nicio legătură între interpretarea pe mai multe lumi și „criptografia cuantică” și „ calculator cuantic„, care folosesc proprietățile (ideile) nu ale unei interpretări multi-lumi, ci ale stărilor „încurcate” introduse în celebrul experiment de gândire al lui Einstein, Podolsky, Rosen, care a fost considerat în cadrul abordării „teorefizice” în.

Aceasta amintește de dispozitivul scenic „Dumnezeu din mașină” din piesele din secolele XVII-XVIII. (pentru a obține un final fericit în piesă, la sfârșitul acțiunii, zeul antic coboară pe mașina de scenă și pune totul la locul potrivit).

O împărțire asemănătoare poate fi găsită la Heisenberg, precum și la G. Margenau, dar acolo este interpretată diferit.

Alături de o astfel de „teorie cuantică a măsurării”, există o teorie a măsurătorilor, care, ca și în fizica clasică, se ocupă de diferențele dintre măsurarea ideală care apare în teoria fizică (și schema (1)) față de cea reală. , realizat în această implementare materială pe baza materialelor disponibile și a aparatelor.

La aceasta trebuie adăugat că așa-numita „problemă a măsurătorilor cuantice” este adesea considerată ca un amestec de două fenomene: 1) interacțiunea unei particule (sistem) cuantice cu un sistem semiclasic sau cu un sistem statistic cuantic, care este descris printr-o matrice de densitate, și nu printr-o funcție de undă și 2) „reducerea funcției de undă” adecvată. Dar primul nu prezintă probleme fundamentale.

Această graniță, care are un statut logic necesar, este ascunsă în spatele afirmației lui Bohr că „configurația experimentală și rezultatele observațiilor trebuie descrise fără ambiguitate în limbajul fizicii clasice”, „ar trebui făcute în limbajul obișnuit, completat de terminologia fizicii clasice” . Dar forma lui Bohr de detectare a acestora este inadecvată. Justificarea sa pentru necesitatea instrumentelor „clasice” se bazează pe afirmația că altfel nu ar fi posibil să „spunem ce am făcut și ce am învățat ca urmare” ”. Dar ce este „limbajul obișnuit” și „fizica clasică”? Atât limbajul, cât și fizica se dezvoltă. Noi concepte apar împreună cu noi ramuri ale fizicii. Deci la sfârșitul secolului al XIX-lea. Conceptul „non-clasic” și de neînțeles a fost câmpul electromagnetic. Limbajul permite, de asemenea, să se formuleze noi concepte „non-clasice”.

„Totuși, în orice caz, indiferent cât de departe vom continua calculele - la vasul de mercur al termometrului, la scara lui, la retină sau la celulele creierului - la un moment dat va trebui să spunem: și acest lucru este perceput. de către observator.Asta înseamnă că trebuie întotdeauna să împărțim lumea în două părți - sistemul observat și observatorul. În primul dintre ele, putem, cel puțin în principiu, să investigăm toate procesele fizice cu atâtea detalii cât ne place; acesta din urmă este lipsit de sens. Poziţie granițele dintre ele sunt extrem de arbitrare… in orice caz această împrejurare nu schimbă nimic în faptul că cu fiecare metodă descriere această limită trebuie trasată undeva, cu excepția cazului în care totul se irosește, adică dacă comparația cu experiența ar trebui să fie posibilă” (italicele mele. - A.L.) .

Prin urmare, nu există un „dualism ciudat” în mecanica cuantică, constând în „asumarea prezenței a două tipuri de modificări în vectorul de stare”, despre care vorbea Wigner.

Rezultatul oferă o probabilitate apreciabilă numai dacă direcția de mișcare a particulei este aproape paralelă atât cu linia care leagă atomii, cât și cu direcția impulsului final al particulei împrăștiate. Acestea. interacțiunea unei particule în mișcare de mare energie cu o altă particulă (care poate fi folosită ca „corp de testare” în măsurarea indirectă) în cazul unui transfer mic de energie modifică ușor starea acestei particule. O dezvoltare naturală a luării în considerare a unei perechi de măsurători succesive este considerată a fi „măsurători continue” de tip wake într-o cameră cu nori.

Inclusiv implementări experimentale reale moderne ale experimentului gândit al lui Einstein, Podolsky, Rosen (EPR) și „teleportarea” stărilor fotonilor (vezi ).

Același lucru se poate spune despre aplicarea în „teoria cuantică a măsurătorilor” a conceptului decoerență, al cărui scop real este problema interacțiunii unui sistem cuantic cu un termostat și sisteme formate dintr-un număr mare de atomi (mezosisteme) .

În fizica clasică, construită pe principii newtoniene și aplicabile obiectelor din lumea noastră obișnuită, suntem obișnuiți să ignorăm faptul că un instrument de măsurare, interacționând cu obiectul de măsurare, îl afectează și îi modifică proprietățile, inclusiv, de fapt, cea măsurată. valoare. Aprinzând lumina în cameră pentru a găsi o carte, nici nu crezi că sub influența presiunii razelor de lumină (asta nu este fantezie), cartea se poate muta de la locul ei și îi vei recunoaște coordonatele spațiale. distorsionat sub influența luminii pe care ai aprins-o. Intuiția ne spune (și, în acest caz, pe bună dreptate) că actul de măsurare afectează în mod neglijabil proprietățile măsurate. Acum să ne gândim la procesele care au loc la nivel subatomic.

Să presupunem că trebuie să aflăm locația spațială a unei particule elementare, de exemplu, un electron. Încă avem nevoie de un instrument de măsurare care să interacționeze cu electronul și să returneze un semnal detectorilor mei cu informații despre locația lui. Și atunci apare o dificultate: nu avem alte instrumente pentru a interacționa cu un electron pentru a determina poziția sa în spațiu, cu excepția altor particule elementare. Și, dacă presupunerea că lumina, interacționând cu cartea, nu afectează coordonatele sale spațiale, acest lucru nu se poate spune despre interacțiunea electronului măsurat cu un alt electron sau fotoni.

La începutul anilor 1920, când a existat o furtună de gândire creativă care a dus la crearea mecanicii cuantice, această problemă a fost recunoscută pentru prima dată de tânărul fizician teoretician german Werner Heisenberg. Pentru care îi suntem foarte recunoscători. La fel și pentru conceptul de „incertitudine” introdus de el, exprimat matematic într-o inegalitate, pe partea dreaptă a căreia eroarea de măsurare a coordonatei este înmulțită cu eroarea de măsurare a vitezei, iar în partea stângă - o constantă asociat cu masa particulei. Acum voi explica de ce acest lucru este important.

Termenul „incertitudine a coordonatelor spațiale” înseamnă doar că nu știm locația exactă a particulei. De exemplu, dacă utilizați GPS-ul global pentru a determina locația acestei cărți, sistemul le va calcula cu o precizie de 2-3 metri. Cu toate acestea, din punctul de vedere al măsurătorilor efectuate de instrumentul GPS, cartea ar putea, cu o oarecare probabilitate, să fie oriunde în limitele de câțiva metri pătrați specificate de sistem. În acest caz, vorbim despre incertitudinea coordonatelor spațiale ale obiectului (în acest exemplu, cartea). Situația poate fi îmbunătățită dacă luăm o bandă de măsură în loc de GPS - în acest caz putem spune că cartea este, de exemplu, la 4 m 11 cm de un perete și 1 m 44 cm de altul. Dar și aici suntem limitați în precizia măsurării de diviziunea minimă a scalei ruletei (chiar dacă este un milimetru) și erorile de măsurare ale dispozitivului în sine. Cu cât folosim instrumentul mai precis, cu atât rezultatele noastre vor fi mai precise, cu atât eroarea de măsurare este mai mică și cu atât mai puțină incertitudine. În principiu, în lumea noastră de zi cu zi, este posibil să reducem incertitudinea la zero și să determinăm coordonatele exacte ale cărții.

Și aici ajungem la cea mai fundamentală diferență dintre microlume și viața noastră de zi cu zi. lume fizică. În lumea obișnuită, atunci când măsurăm poziția și viteza unui corp în spațiu, practic nu o influențăm. Astfel, în mod ideal, putem măsura simultan atât viteza, cât și coordonatele obiectului cu absolut exactitate (cu alte cuvinte, cu incertitudine zero).

În lumea fenomenelor cuantice, totuși, orice măsurătoare afectează sistemul. Însuși faptul că măsurăm, de exemplu, locația unei particule, duce la o schimbare a vitezei acesteia și imprevizibilă în acest sens (și invers). Cu cât este mai mică incertitudinea cu privire la o variabilă (coordonata particulei), cu atât cealaltă variabilă devine mai nesigură (eroarea de măsurare a vitezei), deoarece produsul a două erori din partea stângă a raportului nu poate fi mai mic decât constanta din partea dreaptă. De fapt, dacă reușim cu eroare zero (absolut exact) să determinăm una dintre mărimile măsurate, incertitudinea celeilalte mărimi va fi egală cu infinitul și nu vom ști deloc nimic despre aceasta. Cu alte cuvinte, dacă am fi capabili să stabilim absolut exact coordonatele unei particule cuantice, nu am avea nici cea mai mică idee despre viteza acesteia; dacă am putea fixa cu precizie viteza unei particule, nu am avea idee unde se află. În practică, desigur, fizicienii experimentali trebuie să găsească întotdeauna un fel de compromis între aceste două extreme și să aleagă metode de măsurare care să facă posibilă aprecierea atât a vitezei, cât și a poziției spațiale a particulelor cu o eroare rezonabilă.

De fapt, principiul incertitudinii conectează nu numai coordonatele spațiale și viteza - în acest exemplu, pur și simplu se manifestă cel mai clar; incertitudinea conectează, de asemenea, alte perechi de caracteristici reciproc legate de microparticule într-o măsură egală. Prin raționament analog, ajungem la concluzia că este imposibil să măsurați cu exactitate energia unui sistem cuantic și să determinați momentul de timp în care acesta are această energie. Adică, în timp ce măsurăm starea unui sistem cuantic pentru a-i determina energia, energia sistemului în sine se schimbă aleatoriu - fluctuează - și nu o putem dezvălui. Aici ar fi potrivit să vorbim despre pisica lui Schrödinger, dar nu ar fi deloc uman.

BINE. Sper că asta se datorează faptului că îți place fizica, nu pisicile.

Înainte, Macduff, și blestemat fii primul care strigă: "Destul, oprește-te!"

După cum ne-a explicat Heisenberg, datorită principiului incertitudinii, descrierea obiectelor microlumilor cuantice este de altă natură decât descrierea obișnuită a obiectelor macrocosmosului newtonian. În loc de coordonatele spațiale și viteza, pe care le-am folosit pentru a descrie mișcarea mecanică, de exemplu, a unei mingi pe o masă de biliard, în mecanica cuantică, obiectele sunt descrise de așa-numita funcție de undă. Creasta „valului” corespunde probabilității maxime de a găsi o particulă în spațiu în momentul măsurării. Mișcarea unei astfel de unde este descrisă de ecuația Schrödinger, care ne spune cum se schimbă starea unui sistem cuantic în timp. Dacă nu vă interesează detaliile, vă recomand să treceți peste următoarele două paragrafe.

Despre funcția de undă. Aici este necesar să se facă o explicație. În lumea noastră de zi cu zi, energia este transferată în două moduri: prin materie atunci când se deplasează dintr-un loc în altul (de exemplu, printr-o locomotivă în mișcare sau vânt) - particulele participă la un astfel de transfer de energie; sau unde (de exemplu, unde radio, care sunt transmise de emițătoare puternice și captate de antenele televizoarelor noastre). Adică, în macrocosmosul în care trăim, toți purtătorii de energie sunt strict împărțiți în două tipuri - corpuscular (format din particule materiale) sau ondulat. În acest caz, orice undă este descrisă de un tip special de ecuații - ecuații de undă. Toate valurile fără excepție - valuri oceanice, unde seismice de roci, unde radio din galaxii îndepărtate - sunt descrise de același tip de ecuații de undă. Această explicație este necesară pentru a face clar că dacă vrem să reprezentăm fenomenele lumii subatomice în termeni de unde de distribuție a probabilității. El a aplicat ecuația diferențială clasică a funcției de undă conceptului de unde de probabilitate și a obținut celebra ecuație. Așa cum ecuația obișnuită a funcției de undă descrie propagarea, de exemplu, a unei ondulații pe suprafața apei, ecuația Schrödinger descrie propagarea unei unde a probabilității de a găsi o particule în punct dat spaţiu. Vârfurile acestei unde (puncte de maximă probabilitate) arată unde în spațiu este probabil să ajungă particula.

Imaginea evenimentelor cuantice pe care ne-o oferă ecuația Schrödinger este că electronii și alte particule elementare se comportă ca valurile pe suprafața oceanului. De-a lungul timpului, vârful undei (corespunzător locației în care este cel mai probabil să fie electronul) se deplasează în spațiu în conformitate cu ecuația care descrie această undă. Adică, ceea ce consideram în mod tradițional o particulă în lumea cuantică se comportă în multe feluri ca o undă.

Acum despre pisica. Toată lumea știe că pisicile adoră să se ascundă în cutii (). Erwin Schrödinger era și el conștient. Mai mult, cu sălbăticie pur nordică, a folosit această caracteristică într-un experiment de gândire celebru. Esența sa a fost că o pisică a fost închisă într-o cutie cu o mașină infernală. Mașina este conectată printr-un releu la un sistem cuantic, de exemplu, o substanță care se descompune radioactiv. Probabilitatea de dezintegrare este cunoscută și este de 50%. Mașina infernală funcționează atunci când starea cuantică a sistemului se schimbă (are loc dezintegrarea) și pisica moare complet. Dacă lăsați sistemul „Cat-box-infernal machine-quanta” pentru sine timp de o oră și vă amintiți că starea sistemului cuantic este descrisă în termeni de probabilitate, atunci devine clar că probabil că este imposibil să aflați dacă pisica este viu sau nu, la un moment dat în timp, la fel cum nu va funcționa cu exactitate pentru a prezice în avans căderea unei monede pe capete sau cozi. Paradoxul este foarte simplu: funcția de undă care descrie un sistem cuantic amestecă două stări ale unei pisici - este vie și moartă în același timp, la fel cum un electron legat cu probabilitate egală poate fi localizat oriunde în spațiu echidistant de nucleul atomic. Dacă nu deschidem cutia, nu știm exact cum este pisica. Fără a face observații (citiți măsurători) asupra nucleului atomic, putem descrie starea acestuia doar printr-o suprapunere (amestecare) a două stări: un nucleu degradat și un nucleu nedegradat. O pisică dependentă de nuclear este atât vie, cât și moartă în același timp. Întrebarea este următoarea: când un sistem încetează să existe ca un amestec de două stări și alege una concretă?

Interpretarea de la Copenhaga a experimentului ne spune că sistemul încetează să mai fie un amestec de stări și alege una dintre ele în momentul în care are loc o observație, care este și măsurătoare (caseta se deschide). Adică, însuși faptul măsurării schimbă realitatea fizică, ducând la prăbușirea funcției de undă (pisica fie devine moartă, fie rămâne în viață, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor)! Gândește-te, experimentul și măsurătorile care îl însoțesc schimbă realitatea din jurul nostru. Personal, acest fapt îmi face creierul mult mai puternic decât alcoolul. Notoriul Steve Hawking ia și el cu greu acest paradox, repetând că atunci când aude de pisica lui Schrödinger, mâna lui se întinde spre Browning. Ascuțimea reacției remarcabilului fizician teoretic se datorează faptului că, în opinia sa, rolul observatorului în colapsul funcției de undă (căderea acesteia într-una dintre cele două stări probabiliste) este mult exagerat.

Desigur, când profesorul Erwin și-a conceput frauda cu pisici încă din 1935, a fost o modalitate inteligentă de a arăta imperfecțiunea mecanicii cuantice. Într-adevăr, o pisică nu poate fi vie și moartă în același timp. Drept urmare, una dintre interpretările experimentului a fost contradicția evidentă dintre legile macro-lumii (de exemplu, a doua lege a termodinamicii - o pisică este fie vie, fie moartă) și micro-lume (o pisică este viu și mort în același timp).

Cele de mai sus se aplică în practică: în calculul cuantic și în criptografia cuantică. Un cablu de fibră optică trimite un semnal luminos care se află într-o suprapunere a două stări. Dacă atacatorii se conectează la cablu undeva la mijloc și fac o atingere de semnal acolo pentru a asculta informațiile transmise, atunci aceasta va prăbuși funcția de undă (din punctul de vedere al interpretării de la Copenhaga, se va face o observație) și lumina va intra într-una din stări. După efectuarea testelor statistice ale luminii la capătul receptor al cablului, se va putea afla dacă lumina se află într-o suprapunere de stări sau dacă a fost deja observată și transmisă în alt punct. Acest lucru face posibilă crearea unor mijloace de comunicare care exclud interceptarea și interceptarea semnalelor imperceptibile.

Răspuns

Încă 2 comentarii

Comunicarea cuantică indică faptul că, de fapt, oamenii de știință au învățat să „observe” starea primei particule și, datorită acestui lucru, determină cu exactitate spin-ul celei de-a doua particule, legate, dacă prima particulă este îndepărtată din starea de întricare cuantică. în acest moment. Adică, există o anumită legătură între particule, peste care timpul și distanța nu sunt supuse. De fapt, literatura rusă (pe care am găsit-o pe internet))) de fapt nu ajunge în acest punct. Nu-mi spune ce poți citi de înțeles despre toate acestea? Mulțumesc!

Răspuns

cometariu

Nimeni în lume nu înțelege mecanica cuantică - acesta este principalul lucru pe care trebuie să-l știi despre ea. Da, mulți fizicieni au învățat să-și folosească legile și chiar să prezică fenomene folosind calcule cuantice. Dar încă nu este clar de ce prezența unui observator determină soarta sistemului și îl obligă să facă o alegere în favoarea unui singur stat. „Teorii și practici” a selectat exemple de experimente, al căror rezultat este inevitabil influențat de observator și a încercat să descopere ce va face mecanica cuantică cu o astfel de interferență a conștiinței în realitatea materială.

Pisica lui Shroedinger

Astăzi există multe interpretări ale mecanicii cuantice, dintre care cea mai populară rămâne cea de la Copenhaga. Principalele sale prevederi au fost formulate în anii 1920 de Niels Bohr și Werner Heisenberg. Iar termenul central al interpretării de la Copenhaga a fost funcția de undă - functie matematica, care conține informații despre toate stările posibile ale unui sistem cuantic în care se află simultan.

Conform interpretării de la Copenhaga, numai observația poate determina cu precizie starea sistemului, o poate distinge de restul (funcția de undă ajută doar la calcularea matematică a probabilității de detectare a sistemului într-o anumită stare). Putem spune că după observare, un sistem cuantic devine clasic: încetează instantaneu să coexiste în mai multe stări deodată în favoarea uneia dintre ele.

Această abordare a avut întotdeauna adversari (amintiți-vă, de exemplu, „Dumnezeu nu joacă zaruri” de Albert Einstein), dar acuratețea calculelor și a predicțiilor și-a luat tributul. Cu toate acestea, în ultimii ani au existat din ce în ce mai puțini susținători ai interpretării de la Copenhaga. ultimul motiv La asta - aceeași prăbușire instantanee misterioasă a funcției de undă în timpul măsurării. Celebrul experiment de gândire al lui Erwin Schrödinger cu biata pisică a fost conceput doar pentru a arăta absurditatea acestui fenomen.

Așadar, ne amintim conținutul experimentului. O pisică vie, o fiolă de otravă și un mecanism care poate pune otrava în acțiune la un moment aleatoriu sunt plasate într-o cutie neagră. De exemplu, un atom radioactiv, a cărui descompunere va sparge fiola. Momentul exact al dezintegrarii atomului este necunoscut. Se cunoaște doar timpul de înjumătățire: timpul în care se va produce degradarea cu o probabilitate de 50%.

Se dovedește că, pentru un observator extern, pisica din interiorul cutiei există în două stări deodată: fie este vie, dacă totul merge bine, fie moartă, dacă s-a produs degradarea și fiola s-a rupt. Ambele stări sunt descrise de funcția de undă a pisicii, care se modifică în timp: cu cât mai departe, cu atât este mai probabil ca dezintegrarea radioactivă să fi avut deja loc. Dar, de îndată ce cutia este deschisă, funcția de undă se prăbușește și vedem imediat rezultatul experimentului dezvăluitor.

Se pare că până când observatorul deschide cutia, pisica se va echilibra pentru totdeauna la granița dintre viață și moarte și doar acțiunea observatorului îi va determina soarta. Aceasta este absurditatea pe care a subliniat-o Schrödinger.

Difracția electronilor

Potrivit unui sondaj al fizicienilor de frunte realizat de ziar Noul York Times, un experiment cu difracția electronilor, realizat în 1961 de Klaus Jenson, a devenit unul dintre cele mai frumoase din istoria științei. Care este esența lui?

Există o sursă care emite un flux de electroni către placa ecran-fotografică. Și există un obstacol în calea acestor electroni - o placă de cupru cu două fante. La ce fel de imagine pe ecran ne putem aștepta dacă reprezentăm electronii ca doar bile mici încărcate? Două benzi iluminate opuse fantelor.

În realitate, pe ecran apare un model mult mai complex de dungi albe și negre alternative. Faptul este că atunci când trec prin fante, electronii încep să se comporte nu ca particule, ci ca unde (la fel ca fotonii, particulele de lumină, pot fi simultan unde). Apoi, aceste valuri interacționează în spațiu, undeva slăbind și undeva întărindu-se reciproc și, ca urmare, pe ecran apare o imagine complexă a dungilor luminoase și întunecate.

În acest caz, rezultatul experimentului nu se schimbă, iar dacă electronii trec prin fantă nu într-un flux continuu, ci unul câte unul, chiar și o particulă poate fi simultan o undă. Chiar și un electron poate trece prin două fante în același timp (și aceasta este o altă prevedere importantă a interpretării de la Copenhaga a mecanicii cuantice - obiectele își pot afișa simultan atât proprietățile lor „obișnuite” ale materialelor, cât și proprietățile undelor exotice).

Dar ce rămâne cu observatorul? În ciuda faptului că cu el povestea deja complicată a devenit și mai complicată. Când, în astfel de experimente, fizicienii au încercat să repare cu ajutorul instrumentelor prin care fanta trece de fapt electronul, imaginea de pe ecran s-a schimbat dramatic și a devenit „clasică”: două zone iluminate opuse fantelor și fără dungi alternative.

Electronii nu păreau să vrea să-și arate natura ondulatorie sub privirea observatorului. Adaptat la dorința lui instinctivă de a vedea o imagine simplă și de înțeles. Mistic? Există o explicație mult mai simplă: nicio observare a sistemului nu poate fi efectuată fără impact fizic asupra acestuia. Dar vom reveni la asta puțin mai târziu.

Fullerenă încălzită

Experimentele privind difracția particulelor au fost efectuate nu numai pe electroni, ci și pe obiecte mult mai mari. De exemplu, fulerenele sunt molecule mari, închise, compuse din zeci de atomi de carbon (de exemplu, o fulerenă cu șaizeci de atomi de carbon este foarte asemănătoare ca formă cu minge de fotbal: o sferă goală cusută din pentagoane și hexagoane).

Recent, un grup de la Universitatea din Viena, condus de profesorul Zeilinger, a încercat să introducă un element de observație în astfel de experimente. Pentru a face acest lucru, au iradiat molecule de fuleren în mișcare cu un fascicul laser. După aceea, încălzite de o influență externă, moleculele au început să strălucească și astfel și-au dezvăluit inevitabil locul în spațiu pentru observator.

Odată cu această inovație, s-a schimbat și comportamentul moleculelor. Înainte de începerea supravegherii totale, fulerenele au ocolit cu succes obstacole (au arătat proprietățile undei), cum ar fi electronii din exemplul anterior care trec printr-un ecran opac. Dar mai târziu, odată cu apariția observatorului, fulerenele s-au calmat și au început să se comporte ca niște particule de materie care respectă legea.

Dimensiunea de răcire

Una dintre cele mai faimoase legi ale lumii cuantice este principiul incertitudinii Heisenberg: este imposibil să se determine simultan poziția și viteza unui obiect cuantic. Cu cât măsurăm mai precis impulsul unei particule, cu atât mai puțin precis putem măsura poziția acesteia. Dar funcționarea legilor cuantice, care operează la nivelul particulelor minuscule, este de obicei imperceptibilă în lumea noastră de macro-obiecte mari.

Prin urmare, sunt cu atât mai valoroase experimentele recente ale grupului profesorului Schwab din SUA, în care efectele cuantice au fost demonstrate nu la nivelul acelorași electroni sau molecule de fuleren (diametrul lor caracteristic este de aproximativ 1 nm), ci pe un obiect puțin mai tangibil - o bandă minusculă de aluminiu.

Această bandă a fost fixată pe ambele părți, astfel încât mijlocul ei să fie într-o stare suspendată și să poată vibra sub influența externă. În plus, lângă bandă era un dispozitiv capabil să-și înregistreze poziția cu mare precizie.

Drept urmare, experimentatorii au găsit două efect interesant. În primul rând, orice măsurătoare a poziției obiectului, observarea benzii nu a trecut fără urmă pentru aceasta - după fiecare măsurătoare, poziția benzii s-a schimbat. Aproximativ vorbind, experimentatorii au determinat coordonatele benzii cu mare precizie și prin urmare, conform principiului Heisenberg, i-au schimbat viteza și, prin urmare, poziția ulterioară.

În al doilea rând, ceea ce este deja destul de neașteptat, unele măsurători au dus și la răcirea benzii. Se pare că observatorul poate schimba caracteristici fizice obiecte. Sună absolut incredibil, dar spre meritul fizicienilor, să spunem că nu au fost în pierdere - acum grupul profesorului Schwab se gândește cum să aplice efectul descoperit la circuitele electronice de răcire.

Particule de congelare

După cum știți, particulele radioactive instabile se descompun în lume nu numai de dragul experimentelor pe pisici, ci și de la sine. În plus, fiecare particulă este caracterizată de o durată medie de viață, care, se pare, poate crește sub privirea unui observator.

Acest efect cuantic a fost prezis pentru prima dată în anii 1960, iar confirmarea sa strălucită experimentală a apărut într-o lucrare publicată în 2006 de grupul laureatului Nobel pentru fizică Wolfgang Ketterle de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts.

În această lucrare, am studiat dezintegrarea atomilor de rubidiu excitați instabili (desintegrarea în atomi de rubidiu în starea fundamentală și fotoni). Imediat după pregătirea sistemului, a început să fie observată excitația atomilor - aceștia au fost iluminați de un fascicul laser. În acest caz, observarea a fost efectuată în două moduri: continuă (pulsuri mici de lumină sunt introduse constant în sistem) și pulsată (sistemul este iradiat cu impulsuri mai puternice din când în când).

Rezultatele obţinute sunt în acord excelent cu previziunile teoretice. Efectele de lumină exterioară încetinesc cu adevărat degradarea particulelor, ca și cum le-ar reveni la starea lor originală, departe de starea de degradare. În acest caz, amploarea efectului pentru cele două regimuri studiate coincide și cu previziunile. Și viața maximă a atomilor de rubidiu excitați instabili a fost prelungită de 30 de ori.

Mecanica cuantică și conștiința

Electronii și fulerenele încetează să-și arate proprietățile undelor, plăcile de aluminiu se răcesc, iar particulele instabile îngheață în dezintegrarea lor: sub privirea omnipotentă a unui observator, lumea se schimbă. Ce nu este o dovadă a implicării minții noastre în munca lumii din jur? Deci poate că Carl Jung și Wolfgang Pauli (fizician austriac, laureat al Nobel, unul dintre pionierii mecanicii cuantice) au avut dreptate când au spus că legile fizicii și ale conștiinței ar trebui considerate ca fiind complementare?

Dar, deci, mai rămâne un singur pas până la recunoașterea datoriei: întreaga lume din jur este esența minții noastre. Înfiorător? („Chiar crezi că Luna există doar când te uiți la ea?” Einstein a comentat principiile mecanicii cuantice). Atunci să încercăm din nou să apelăm la fizicieni. Mai mult, în anul trecut ei sunt din ce în ce mai puțin îndrăgostiți de interpretarea de la Copenhaga a mecanicii cuantice cu prăbușirea sa misterioasă a undei funcționale, care este înlocuită cu un alt termen, destul de banal și de încredere - decoerență.

Iată chestia - în toate experimentele descrise cu observație, experimentatorii au influențat inevitabil sistemul. A fost iluminat cu un laser, au fost instalate instrumente de măsură. Și acesta este un principiu general, foarte important: nu puteți observa un sistem, nu puteți măsura proprietățile sale fără a interacționa cu el. Și acolo unde există interacțiune, există o schimbare a proprietăților. Mai ales când colos de obiecte cuantice interacționează cu un sistem cuantic minuscul. Deci neutralitatea eternă, budistă a observatorului este imposibilă.

Tocmai acesta este ceea ce explică termenul de „decoerență” – un proces ireversibil din punctul de vedere al încălcării proprietăților cuantice ale unui sistem atunci când interacționează cu un alt sistem mare. În timpul unei astfel de interacțiuni, sistemul cuantic își pierde caracteristicile originale și devine clasic, „se supune” sistemului mare. Așa se explică paradoxul cu pisica lui Schrödinger: pisica este așa sistem mare că pur și simplu nu poate fi izolat de lume. Însuși setarea experimentului de gândire nu este în întregime corectă.

În orice caz, în comparație cu realitatea ca act de creare a conștiinței, decoerența sună mult mai calmă. Poate chiar prea calm. La urma urmei, cu această abordare, întreaga lume clasică devine un mare efect de decoerență. Și conform autorilor uneia dintre cele mai serioase cărți din acest domeniu, din astfel de abordări rezultă, în mod logic, afirmații precum „nu există particule în lume” sau „nu există timp la un nivel fundamental”.

Observator creativ sau decoerență atotputernică? Trebuie să alegi între două rele. Dar amintiți-vă - acum oamenii de știință devin din ce în ce mai convinși că efectele cuantice foarte notorii stau la baza proceselor noastre de gândire. Așadar, acolo unde observația se termină și începe realitatea - fiecare dintre noi trebuie să aleagă.

Articole De subiect:

Paste cu ton în sos cremos Paste cu ton proaspăt în sos cremos

Pastele cu ton în sos cremos este un preparat din care oricine își va înghiți limba, desigur, nu doar pentru distracție, ci pentru că este nebunește de delicios. Tonul și pastele sunt în perfectă armonie unul cu celălalt. Desigur, poate cuiva nu va place acest fel de mâncare.

Rulouri de primăvară cu legume Rulouri de legume acasă

Astfel, dacă te lupți cu întrebarea „care este diferența dintre sushi și rulouri?”, răspundem - nimic. Câteva cuvinte despre ce sunt rulourile. Rulourile nu sunt neapărat bucătărie japoneză. Rețeta de rulouri într-o formă sau alta este prezentă în multe bucătării asiatice.

Protecția florei și faunei în tratatele internaționale ȘI sănătatea umană

Rezolvarea problemelor de mediu și, în consecință, perspectivele dezvoltării durabile a civilizației sunt în mare măsură asociate cu utilizarea competentă a resurselor regenerabile și a diferitelor funcții ale ecosistemelor și gestionarea acestora. Această direcție este cea mai importantă cale de a ajunge

Salariul minim (salariul minim)

Salariul minim este salariul minim (SMIC), care este aprobat anual de Guvernul Federației Ruse pe baza Legii federale „Cu privire la salariul minim”. Salariul minim este calculat pentru rata de muncă lunară completă.

Popular

2022-12-17 06:18:07	Calculul costului real al produselor finite
2022-12-17 06:18:07	Surse de finanțare a investițiilor
2022-11-17 00:23:54	Ce este abstracția, gândirea abstractă
2022-11-17 00:23:54	Costurile de producție și de circulație
2022-11-17 00:23:54	PIB pe cap de locuitor Lista țărilor după PIB pe cap de locuitor
2022-11-17 00:23:54	Thaddeus Fadeevich Bellingshausen, celebrul navigator rus Ce a făcut Thaddeus Bellingshausen
2022-10-20 00:32:43	Compatibilitatea semnelor zodiacale el este Vărsător, ea este Săgetător
2022-10-20 00:32:43	De ce visează un budgerigar: o fată, o femeie, o femeie însărcinată, un bărbat - interpretare din diferite cărți de vis
2022-10-20 00:32:43	Ce se întâmplă cu o persoană după curățarea biocâmpului
2022-10-20 00:32:43	Cum să înțelegeți că daunele au fost îndepărtate de la o persoană: semne, simptome și consecințe ale înlăturării daunelor

Nou

2022-10-20 00:32:43	Compatibilitate cu dragostea Gemeni și Balanță
2022-10-20 00:32:43	Rugăciune puternică pentru ca copilul să doarmă bine și senin
2022-09-26 04:05:41	Oh Mondy. Distribuitori. Politica de mediu în domeniul gospodăririi pădurilor
2022-09-26 04:05:41	Cine este beneficiarul în cuvinte simple Beneficiar de fonduri
2022-09-26 04:05:41	Crearea unei organizații publice fără formarea unei persoane juridice Asociația persoanelor juridice fără formarea unei persoane juridice
2022-09-26 04:05:41	„Raiffeisenbank Connect” - intrare în „Contul personal
26.09.2022	SA „wimm-bill-dann”: situații financiare și analiză financiară
26.09.2022	Ce trebuie să știți despre carnetul de cecuri
01.09.2022	Când combinația nu este „cu adevărat” introductivă?
01.09.2022	Regele șobolanului - ce înseamnă acest concept în psihologie?
01.09.2022	„Cine are nevoie de tine în afară de mine?
01.09.2022	Puzzle-uri incredibil de dificile (9 fotografii) Cel mai interesant puzzle din lume