О важностях квантовой физики

Обсуждение новых теорий по физике.
Правила форума
Научный форум "Физика"

О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#1  Сообщение x0mo » 09 май 2023, 02:24

8. О важностях квантовой физики
Что интересного квантовая физика может сообщить нефизикам? Наверное то, что сами физики часто не до конца понимают, так как сконцентрированы на применении формул в расчётах. Можно ли понятно описать непонятное?
У обычной частицы можно одновременно измерить положение и скорость, у квантовой - при измерении одного параметра, второй - непредсказуемо меняется, согласно принципу неопределённости, отражающему суть квантовой физики. Часто говорят, что квантовая частица (электрон или фотон) одновременно и частица, и волна. На самом деле, не одновременно. При испускании, поглощении или столкновении она ведёт себя как частица, при распространении - как волна. То есть сама возможность проявления всегда есть для обоих ипостасей, но в конкретный момент времени проявляется только одна, одновременное же единство этих ипостасей не отображаемо в принципе. Если учёный исследует распространение, то самими условиями эксперимента, более точно - измеряющим взаимодействием, обращается к волновым свойствам, задаёт вопрос на языке волны. В этом смысле квантовая частица всегда отвечает на том языке, на каком её спрашивают, а пока её не спросили, точнее до выбора языка, ответа нет вообще как такового: соответствующая величина в принципе не имеет конкретного значения. При этом положение - описывается на языке частицы, а скорость - на языке волны, и поскольку это разные языки, переключение между ними разрушает старое состояние-ответ. Для науки это означало её неспособность описать в виде траектории даже простейшее движение квантовой частицы. Не все физики тогда смирились с этим обстоятельством. Например, Эйнштейн был уверен, что квантовая физика пока просто не научилась нормально описывать такие явления, то есть с помощью добавления в теорию каких-нибудь гипотетических "скрытых параметров" можно сохранить обычный, единый и абсолютный, язык описания, в котором значение у всех величин есть всегда. В итоге, Эйнштейном с коллегами (Подольский и Розен) был предложен ЭПР-эксперимент, в котором предлагался способ одновременного измерения нужных величин. Основная его идея сводилась к следующему.
Проблемному объекту (квантовой частице) нужен (для итогового нарушения принципа неопределённости и всей квантовой физики) объект-напарник, который в ходе эксперимента будет отличаться по главному параметру (одному из двух параметров в принципе неопределённости), но так, чтобы при этом выполнялся закон сохранения общего нулевого баланса по этим объектам. Тогда для одновременного и независимого измерения двух параметров одного объекта, что нарушило бы принцип неопределённости, достаточно измерить главный параметр косвенно (по напарнику), а оставшийся параметр - прямым измерением по исходному объекту. Независимость измерения, предполагающая отсутствие какого-либо взаимодействия между объектами, гарантировалась максимальным удалением объектов друг от друга перед собственно измерением. В этом случае время возникновение взаимодействия ограничивалось бы по теории относительности скоростью света.
На это Эйнштейну возразили, что такая система квантовых объектов, связанных до измерения законом сохранения, должна проявлять новое квантовое свойство - целостность (как итог "запутанности" частей между собой), то есть измерение даже над частью системы должно менять всю систему в тот же момент, то есть с бесконечной скоростью. В силу этого, независимого второго измерения не получилось бы, и напарник оказался бы бесполезен. Проверить это в эксперименте на момент дискуссии было невозможно, например, для гарантии мгновенности нужно было работать с разлетающимися в разные стороны фотонами, поэтому каждая сторона спора осталась при своём мнении. В дальнейшем же, когда такие фотоны научились получать, был предложен конкретный эксперимент по проверке существования локальных "скрытых параметров" через проверку так называемых неравенств Белла. По википедии (Неравенства Белла):
"Неравенства Белла возникают при анализе эксперимента типа эксперимента Эйнштейна — Подольского — Розена из предположения, что вероятностный характер предсказаний квантовой механики объясняется наличием скрытых параметров, то есть неполнотой описания. Существование такого параметра означало бы справедливость концепции локального реализма. В этом случае ещё до измерения квантовый объект можно было бы охарактеризовать определённым значением некоторой физической величины, например, проекцией спина на фиксированную ось.
Расчет вероятностей различных результатов измерения по законам квантовой механики приводит к нарушению неравенств Белла. Поэтому если абсолютно верить квантовой механике, предположение о «локальном реализме» нужно отвергнуть. Однако локальный реализм кажется столь естественным, что для проверки неравенств Белла были поставлены эксперименты. Выполнение этих неравенств было проверено различными группами ученых. Первый результат был опубликован Аленом Аспе с соавторами. Оказалось, что неравенства Белла нарушаются. Следовательно, неверным оказывается привычное представление о том, что динамические свойства квантовой частицы, наблюдаемые при измерении, реально существуют ещё до измерения, а измерение лишь ликвидирует наше незнание того, какое именно свойство имеет место."

Здесь важно подчеркнуть, что само по себе доказательство бесконечной скорости распространения квантовой информации выделяет этот тип информации в новый уровень существования, относительно уровней материи (электрон) и энергии (фотон), скорость по которым ограничена скоростью света. Кроме того, с точки зрения объяснения сути эксперимента, для проверки наиболее принципиальных результатов - мгновенности распространения и появления значения в момент измерения, можно предложить более простой эксперимент, который видимо проводился, но не привёл к такой глобальной трактовке его итогов.
Для начала рассмотрим квантовое измерение на одной частице, у которой определяется направление собственного вращения (спин), которое может иметь только два значения: "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" относительно предлагаемой ей оси наблюдения. В отличие от обычного мяча, вращение квантовой частицы (исходная ось вращения) непосредственно не видно, ей можно только предложить конкретную ось наблюдения. Если в первом измерении был получен какой-то результат, то при изменении (вращении) оси наблюдения для второго измерения - чем более была повёрнута ось, тем больше шансов получить искажение - смену значения: при повороте на 90 градусов шансы делятся пополам, для полного поворота в 180 градусов значение строго меняется на обратное.
А теперь переходим к случаю, когда измерения вращения проводятся по двум квантовым частицам, разлетевшимся в противоположные стороны с выполнением закона сохранения: если одна частица вращается в одну сторону, то другая вращается в противоположную.
Для этих условий вроде бы известно, что в эксперименте при совпадающих осях наблюдения для обеих частиц закон сохранения (одна - "по", вторая - "против") выполняется всегда. При этом, если бы значения спинов были сразу, то закон должен был бы иногда нарушаться. Так как, если оси наблюдения оказались перпендикулярны к исходной оси частиц, тогда, как отмечалось выше, имеются равные шансы итогового выполнения и нарушения закона. Если не строго перпендикулярны, то все равно шансы нарушения спадают достаточно плавно от максимума, чтобы это можно было заметить в эксперименте (нарушение должно быть в трети всех случаев).
И если нарушения закона для этих условий действительно не наблюдается, то из этого явно следует, что значения появляются только в момент измерения и сразу по всей системе.
Идея же эксперимента Аспе предполагает несовпадающие оси наблюдения, что вынуждает искажения исходных значений, при этом трактовка результатов "на пальцах" выглядит так:
Если значения есть сразу (по какой-то случайной исходной оси), то при измерениях спинов двух частиц исходное состояние будет искажаться дважды: и по первой, и по второй частице.
Если значения определяются только в момент первого измерения (и мгновенно оба), то первое измерение будет лишь определяющим, а искажающим - только второе.
В итоге, статистически значения по первому случаю будут заметно хуже согласованы между собой, чем во втором случае. Эксперимент подтвердил сильное согласование, то есть второй случай.
Полученный экспериментальный результат зафиксировал принципиальный нюанс в более-менее естественной интерпретации суперпозиции состояний квантовой системы как набора из возможных вариантов о будущем для протекающего в настоящем случайного процесса. Даже формально завершившийся в прошлом процесс, пока его итоги остаются неопределёнными, должен описываться и по факту существует как суперпозиция возможных вариантов, то есть как всё ещё реально длящийся процесс. Но из того же эксперимента получается, что вместо локальных скрытых параметров фактически обнаружилось существование глобальных скрытых параметров, что делает практически невозможным полноценный контроль за степенью определённости, а значит и завершённости, "подводной" части процесса. В итоге, неразрушенное по каким-то параметрам информационное единство прошлого может существовать в виде хвоста неопределённого размера.
Установив явные глобальные следствия из квантовой теории, можно посмотреть как она выглядит изнутри.
В квантовой физике объекты представляются через волновую функцию. Это не волна материи или излучения, это сугубо "волна информации", из которой можно получить, к примеру, вероятность нахождения объекта в конкретной точке пространства, при этом информация кодируется через профиль волны. То есть это скорее информационный багаж, передвигающийся вместе с объектом или вместо объекта, когда речь идёт о проявлении волновых свойств, а объект может по сути телепортироваться, как в туннельном эффекте, из начальной точки в конечную. В целом, эта математическая модель не имеет явного физического аналога или прототипа, условно можно говорить о её "информационно-математическом" существовании в физическом мире. При этом измеряемые физические величины по квантовому объекту часто имеют дискретный спектр значений, то есть могут меняться только скачком из одного конкретного разрешённого значения в другое, имея целые интервалы запрещённых промежуточных значений. И оказывается, что разрешённые значения появляются из условия самосогласованности волновой функции: она непременно должна преобразоваться всем своим хитрым волновым профилем сама в себя в результате некоторого математического действия, связанного с этой измеряемой физической величиной. Возможные числовые коэффициенты такого самопреобразования (при неизменном профиле) и будут разрешёнными значениями этой физической величины. То есть волновая функция объекта - свойство уже не только самого объекта, но и измеряющего взаимодействия как задающего язык ответа уже самим вопросом, а итоговое физическое проявление является результатом контекстной согласованности.
В качестве обобщения, можно отметить сходство квантовых объектов, точнее их сути, с "вещью в себе" Канта. То, что считалось сутью раньше - "частица" или "волна", становится относительной характеристикой из воспринимаемой части мира. Новая же, абсолютная суть, которая переключается между относительными, уже в полном виде не воспринимаема, хотя очевидно существует. Аналогично, мгновенное квантовое взаимодействие внутри квантовой системы происходит без каких-либо материально-энергетических носителей, ограниченных скоростью света, то есть очевидно, что уровень квантовой информации существует, но воспользоваться им с помощью обычных воспринимаемых материально-энергетических носителей не получится. Если же пытаться обобщить понятие волновой функции, то, скорее всего, она подчёркивает принципиальную относительность наблюдаемой сути вещей: каждый предмет "заточен" под конкретную задачу, каждое животное - под конкретную среду обитания, то есть под "своё", учитывающее окружающий контекст. В итоге, волновую функцию можно представлять как идею объекта в смысле исходно известной информации о наборе составляющих его материалов и "подстраиваемой" (через самосогласованность) информации о его итоговом виде, которая через контекст взаимодействия "существование", задаёт разрешённые в реальности "воплощения" объекта как формы: совокупности его уникальных значений формообразующих физических величин. При этом "воплощение" - аналог значения для предельно общей физической величины "существование", хотя это существование может быть снова про идею, а не про фактический объект: как это бывает в планировании при последовательном переходе на более глубокий уровень детализации плана.
Всё вместе это даёт некоторый самосогласованный эволюционный план, который также стоит отнести к "вещи в себе", так как, к примеру, Гегель основной чертой исследуемого им "развивающегося абсолютного духа" считал хитрость.


Данный текст является частью текста "О практической логике".

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
Код: выделить все
<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/physics/o-vajnostyah-kvantovoy-fiziki-t6709.html">О важностях квантовой физики</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>
x0mo
 
Сообщений: 34
Зарегистрирован: 08 май 2023, 01:16
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#2  Сообщение Evalmer » 11 май 2023, 16:55

Во-первых: сказано не совсем корректно:
x0mo писал(а):направление собственного вращения (спин), которое может иметь только два значения: "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" относительно предлагаемой ей оси наблюдения.
…поскольку речь идет не об "оси наблюдения", а об "оси" внешнего магнитного поля.
Во-вторых: не стоит громоздить целые цепочки выводов, навязывая один на другой.
Ибо ошибка в одном "звене" цепи, превращает всю цепочку в "испорченный телефон".
Кончай трепаться, родной, пошли планету делить (по факту).
Evalmer
Доступ заблокирован!
 
Сообщений: 137
Зарегистрирован: 12 апр 2023, 08:21
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 3 раз.

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#3  Сообщение Борис Шевченко » 11 май 2023, 17:29

Ответ на комментарий №2.
Evalmer писал(а):поскольку речь идет не об "оси наблюдения", а об "оси" внешнего магнитного поля.

Уважаемый Evalmer. Действительно, спин наблюдается не в отношении «оси наблюдения», он определяется действительно во внешнем магнитном поле, но относительно направления движения частицы. С уважением, Борис.
Аватар пользователя
Борис Шевченко
 
Сообщений: 27343
Зарегистрирован: 24 фев 2011, 13:20
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 265 раз.

СообщениеСообщение было удалено | удалил: Administration | 13 май 2023, 08:04.
Причина: Пункт правил 5.11

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#5  Сообщение Борис Шевченко » 12 май 2023, 11:24

Ответ на комментарий №1.
x0mo писал(а):Полученный экспериментальный результат зафиксировал принципиальный нюанс в более-менее естественной интерпретации суперпозиции состояний квантовой системы как набора из возможных вариантов о будущем для протекающего в настоящем случайного процесса.

Уважаемый xOmo. Вы считаете, что элементы таблицы Менделеева как интерпретация суперпозиций состояния квантовой системы как набора из возможных вариантов о будущем для протекающего в настоящем случайного процесса. Но Вы таким образом исключаете причинно-следственную связь (причинность), которая является од-ним из фундаментальных свойств физики, заменяя ее случайностью. Я думаю такое заявление не правомерно. С уважением, Борис.
Evalmer писал(а):Сам-то поня́л, чаво тута ляпнул?

Уважаемый Evalmer. Я давно понял, что собственный момент частицы определяется относительно направления ее движения. Вот только Вы не можете этого понять, а жаль. С уважением, Борис.
Аватар пользователя
Борис Шевченко
 
Сообщений: 27343
Зарегистрирован: 24 фев 2011, 13:20
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 265 раз.

СообщениеСообщение было удалено | удалил: Administration | 13 май 2023, 08:04.
Причина: Пункт правил 5.11

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#7  Сообщение Борис Шевченко » 12 май 2023, 13:05

Ответ на комментарий №6.
Evalmer писал(а):Ибо, "собственный момент частицы" завсегда (заруби энто на носу) ориентируется токма по внешнему магнитному полю,

Уважаемый Evalmer. Вместо того, что бы хамить, лучше показали бы почему не относительно направления движения частицы, если известно, что при движении электронов в проводнике плоскость собственного момента электрона всегда перпендикулярна направлению движения частицы. С уважением, Борис.
Аватар пользователя
Борис Шевченко
 
Сообщений: 27343
Зарегистрирован: 24 фев 2011, 13:20
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 265 раз.

СообщениеСообщение было удалено | удалил: Administration | 13 май 2023, 08:05.
Причина: Пункт правил 5.11

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#9  Сообщение x0mo » 13 май 2023, 12:53

Evalmer писал(а):Во-первых: сказано не совсем корректно:
x0mo писал(а):
"направление собственного вращения (спин), которое может иметь только два значения: "по часовой стрелке" или "против часовой стрелки" относительно предлагаемой ей оси наблюдения."
…поскольку речь идет не об "оси наблюдения", а об "оси" внешнего магнитного поля.

Вообще говоря, неверно. Поскольку у меня речь идёт и должна идти именно об "оси наблюдения" как о наиболее общем случае, тем более при упрощённом объяснении. То есть принцип внутреннего устройства оси наблюдения совершенно не важен, и это не обязательно магнитное поле.
Evalmer писал(а):Во-вторых: не стоит громоздить целые цепочки выводов, навязывая один на другой.
Ибо ошибка в одном "звене" цепи, превращает всю цепочку в "испорченный телефон".

Это называется логическое рассуждение, и это нормально при серьёзном описании. Вы уже нашли ошибку? Тогда не стесняйтесь выкладывать, но с обоснованием.

Борис Шевченко писал(а):x0mo писал(а):
"Полученный экспериментальный результат зафиксировал принципиальный нюанс в более-менее естественной интерпретации суперпозиции состояний квантовой системы как набора из возможных вариантов о будущем для протекающего в настоящем случайного процесса."
Уважаемый xOmo. Вы считаете, что элементы таблицы Менделеева как интерпретация суперпозиций состояния квантовой системы как набора из возможных вариантов о будущем для протекающего в настоящем случайного процесса. Но Вы таким образом исключаете причинно-следственную связь (причинность)

Уважаемый Борис Шевченко. У меня нюанс - про частичную незавершенность случившегося события до момента измерительного взаимодействия в неопределённом будущем, то есть момент из прошлого может находиться в реально неопределённом состоянии, пока его не решат уточнить. А у Вас же - про элементы таблицы Менделеева. Объясните, пожалуйста, причинно-следственную связь моего утверждения с Вашим. И, при необходимости, переформулируйте вопрос.
x0mo
 
Сообщений: 34
Зарегистрирован: 08 май 2023, 01:16
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: О важностях квантовой физики

Комментарий теории:#10  Сообщение Evalmer » 13 май 2023, 17:29

x0mo писал(а):Вообще говоря, неверно. Поскольку у меня речь идёт и должна идти именно об "оси наблюдения" как о наиболее общем случае, тем более при упрощённом объяснении.
Упрощённо я это уже пытался объяснить гражданину: Борис Шевченко. Только все мои "популярно-упрощенные" объяснения Administration затер.
А "Вообще говоря" вы ошибаетесь, точно также, как и он. Речь, конечно, вы можете вести (тем более, у себя) о чем вашей душе угодно будет, хоть о трех слонах, на которых Земля упокоится. Но завсегда останется верным только то, что я сказал об ориентации (сами знаете, чего) не по "оси наблюдения", а по внешнему магнитному полю.
И энто и есть та сама обшибка в цепи ваших занудно-наидлиннющих рассуждений на вольные темы, при вашем смутном понимании таковых.
Кончай трепаться, родной, пошли планету делить (по факту).
Evalmer
Доступ заблокирован!
 
Сообщений: 137
Зарегистрирован: 12 апр 2023, 08:21
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 3 раз.

След.

Вернуться в Физика

 


  • Похожие темы
    Ответов
    Просмотров
    Последнее сообщение

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: Yandex [Bot] и гости: 1