Fizicianul Emil Akhmedov despre interpretarea probabilistică, descoperirile de newton și disputele cunoscute în domeniul mecanicii cuantice.
În istoria dezvoltării mecanicii cuantice, au existat multe încercări de a respinge orice dispoziție a acesteia. Paradoxele apar atunci când se naște un nou domeniu de cunoaștere. Ele sunt utile, deoarece încercările explicației lor constructive și semnificative aprofundează înțelegerea subiectului
În cadrul anumitor poziții, paradoxul este explicat după cum urmează: o sumă infinită poate avea un rezultat sumator finit. De exemplu, dacă adăugăm o secundă, un al patrulea, un șaisprezece și așa mai departe la o unitate, rezultatul sumei este o valoare finită. În cazul acestui Zeno aporia, acesta este exact ceea ce se întâmplă. Cu toate acestea, acest fapt a devenit clar numai din zilele lui Newton, când a fost formulat calculul cantităților infinite și, datorită lui, am înțeles că distanța dintre Ahile și țestoasa nu poate rămâne neschimbată.
O altă aporie cunoscută este următoarea: săgeata care zboară este staționară, pentru că în fiecare moment se află în odihnă și din moment ce se odihnește în fiecare moment, ea se odihnește întotdeauna. Ideea lui Zeno este că starea săgeții trebuie să se caracterizeze numai prin poziția sa în spațiu.
Rezoluția celui de al doilea paradox a apărut, de asemenea, după formularea mecanicii newtoniene - a devenit clar că mișcarea corpurilor este descrisă de ecuații diferențiale de ordinul al doilea, și anume, a doua lege a lui Newton spune ca masa ori accelerația este egală cu forța. Accelerația este viteza de schimbare a vitezei, aceasta este al doilea derivat al poziției variabile în timp a particulei. În consecință, starea brațului este caracterizată nu numai de poziția sa, ci și de viteza dintr-o anumită clipă de timp. Viteza determină unde se va muta săgeata la următoarea dată.
Paradoxul lui Einstein - Podolsky - Rosen.
Unul dintre cele mai mistice concepte ale mecanicii cuantice este interpretarea probabilistă - mulți oameni de știință au argumentat cu ea. În special, Einstein, împreună cu Podolski și Rosen, au descris un experiment care dezvăluie, din punctul lor de vedere, o contradicție logică în această interpretare. Există multe formulări diferite ale paradoxului lui Einstein - Podolsky - Rosen, dar esența acestora este la fel. Voi vorbi despre una dintre formulările standard, care, totuși, nu aparține lui Einstein, lui Podolsky și lui Rosen.
Să ne imaginăm un sistem de doi fotoni, a cărui polarizare totală este zero, în timp ce ambii fotoni separat nu au o polarizare definitivă. Legile mecanicii cuantice afirmă că în acest caz un sistem închis de doi fotoni este caracterizat printr-o funcție de undă, dar starea fiecăruia dintre fotoni este caracterizată separat nu de funcția de undă ci de matricea de densitate. Se spune că sistemul a doi fotoni este descris de o stare pură și fiecare dintre fotoni este separat.
Deci, fotonii s-au mutat unul de altul: de exemplu, unul dintre ei a zburat la Londra, iar al doilea - la Vladivostok. Să ne imaginăm că la Londra cineva a făcut o măsurare a polarizării primului foton. Apoi, în conformitate cu legile mecanicii cuantice, starea primului foton sa schimbat - sa produs o reducere a stării sale. Dintr-un stat mixt, el a intrat în plasă. De exemplu, cu o anumită probabilitate, ar putea fi polarizat în plan vertical.
Paradoxul constă în faptul că, în același timp, când primul fotonul din Londra sa mutat la starea pură, al doilea fotonul în Vladivostok, de asemenea, starea sa schimbat - a trecut de la amestecat într-o stare pură, mai exact polarizarea opusă. Acest lucru este contrar bunului simț, deoarece înseamnă că este posibil, la o distanță de influență asupra stării celui de al doilea foton, încălcând astfel principiul cauzalității.
Această observație sună și mai paradoxală dacă considerăm că dacă într-un cadru de referință inerțial două evenimente sunt simultane, atunci este necesar un cadru de referință inerțial în care cel de-al doilea eveniment are loc înainte de primul. Asta înseamnă că reducerea stării fotonice din Vladivostok în noul sistem de referință va apărea chiar înainte de măsurarea stării primului foton din Londra.
Este important să subliniem faptul că această situație este diferită de experiment cu bile alb-negru, cu care este adesea comparată din cauza neînțelegerilor. În cazul în care ar avea loc după cum urmează bile: două bile de alb-negru sunt închise într-o cutie, iar dacă împărțim cutia în jumătate, astfel încât fiecare parte este pe minge, și să ia una la Vladivostok, iar celălalt din Londra, apoi a deschis unul dintre ele , înțelegem imediat ce minge este în a doua. În acest caz, nu a existat niciun impact asupra celei de-a doua minge, deoarece avea o anumită culoare din momentul împărțirii cutiei la jumătate. Situația cu fotoni, așa cum ar trebui să fie clar din poveste, este complet diferită.
Pentru mine, soluția completă a acestui paradox este încă un mister, dar trebuie subliniat faptul că nici o încălcare a cauzalității în situația în discuție nu are loc tocmai din cauza naturii probabiliste a mecanicii cuantice. Faptul este că atunci când se măsoară starea primului foton, nu putem face ca el să aibă polarizarea pe care o dorim. Ca urmare a măsurătorilor noastre de la Londra, un foton se poate dovedi a fi polarizat într-un fel sau altul, cu o anumită probabilitate și cum se dovedește a fi polarizat, nu putem ști în avans. În consecință, al doilea foton se dovedește a fi polarizat opus cu aceeași probabilitate. Prin urmare, pentru o persoană care observă un al doilea foton în Vladivostok, tranziția sa la o stare curată, cu o anumită polarizare, nu va fi transmiterea unui mesaj de la Londra. Cu toate acestea, devine clar că starea primului foton a fost măsurată și sistemul a fost deschis.
Paradoxul pisicii Schrodinger.
Schrodinger susținut, de asemenea, cu interpretarea probabilistă a mecanicii cuantice, și în dezbaterea cu privire la acest subiect a venit cu următorul experiment de gândire: există o casetă în care o pisică și un dispozitiv special care conține o cantitate mică de material radioactiv, asa ca timp de o oră, cu unele probabil să apară descompunerea unuia din atomii acestei substanțe. Numai în cazul în care are loc dezintegrarea, aceasta a declanșat de declanșare care declanșează vasul de rupere curent cu otravă, și otrava ucide pisica. Numai dacă nu se produce dezintegrarea, pisica rămâne în viață.
Paradoxul este acesta: mecanica cuantică susține că, înainte de măsurare, nu știți dacă atomul sa deteriorat sau nu. În consecință, atomul și pisica sunt într-o stare mixtă, ca o pereche de fotoni în paradoxul lui Einstein - Podolsky - Rosen. Mai precis, dacă legile mecanicii cuantice sunt extinse la o pisică, atunci pisica împreună cu dispozitivul și atomul formează un sistem închis care este într-o stare curată. Mai mult, fiecare subsistem al acestui sistem închis este caracterizat de o stare mixtă. Dar ce este un stat mixt pentru o pisică atunci când nu este viu și nu mort?
De fapt, Schroedinger paradox în cazul existenței statului pisica mixte ar indica absența unui parametru pentru care are loc o tranziție de la un sistem cuantic mic (care este un atom) marelui clasic (cum ar fi pisica Cu toate acestea, această opțiune este acolo orice sistem - .. Și clasic și cuantumul - caracterizată prin acțiunea și un efect redus al sistemului cuantic si gradienti sale sunt comparabile cu o curea constantă ridicată pentru sistemele clasice și acțiunea și gradienti sale sunt mult mai mari decât această constantă, de exemplu, piatra (il .. luna) zboara de-a lungul unei anumite traiectorii nu pentru că ne măsoară în mod constant, ci pentru că mișcarea colectivă a particulelor constituente este descrisă acțiunea gradientilor de care, în spațiu și în timp sunt foarte mari în comparație cu constanta Planck.
Deci, paradoxul discutat poate fi rezolvat dacă ne amintim că o astfel de măsurătoare în mecanica cuantică. Măsurarea - acest efect sistem clasic mare (dispozitiv) de pe cuantumul mic (particula In acest caz, pisica și dispozitivul combinat (și individual) sunt sistem clasic de mare, și măsurarea stării atomului radioactiv nu este în momentul în care caseta cu divulgare pisica. și în momentul interacțiunii sistemului cu o particulă cu o anumită probabilitate de pauză în sus sau se dizolvă. de aceea, pisica va muri sau de a supraviețui, chiar înainte de cutia deschisă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: