LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

Квантовая механика

 


2

4

Здравствуйте!
Недавно закончил чтение книги Нила Стивенсона «Анафем». Книга очень понравилась, всем рекомендую (как и другие его работы). Так вот, в книге затрагивается множество идей из разных областей - математики, философии, психологии, физики и тд. В частности, например, приводится идея о сходстве работы нашего мозга и квантового компьюетра. Т.е. мозг в процессе мышления как бы 'воспринимает' и перебирает одновременно сразу множество вариантов (а точнее - их суперпозицию), а затем (просветление!) все эти варианты «схлопываются» до единственного варианта - результата процесса мышления.

Пример: мы стоим на улице и хотим пройти из точки А в точку B. Существует огромное множество решений данной задачи (с учетом препятствий и тп). Но мы практически мгновенно «видим» эффективное решение и сразу идем из точки A в точку B, обходя препятствия и тп. При этом мы не решаем задачу по шагам - сделали шаг вперед, огляделись, подумали, сделали еще один шаг и тд. Мозг как бы видит всю картину целиком, создает у себя внутри целую модель улицы и одновременно просматривает различные варианты решения, в итоге мы идем по пути, который получился в результате 'вычислений' мозга.

Сначала я довольно скептически воспринял данную идею, какой-то слишком уж фантастической она мне показалась. Но, заинтересовавшись темой, посмотрел примечание автора в конце книги, прочитал, на какие работы каких людей он опирался, полез в инет читать про них (сам я никакой не физик).

Выяснил, что существует множество интерпретаций квантовой механики. Самые популярные среди них:
- «никакая» («Заткнись, и считай!» - не нужно никак интерпретировать квантовую механику ибо это скорее область философии. А квантовая механика - раздел физики, поэтому, если она работает и дает результаты - то просто производите измерения, расчеты, да получайте нужные результаты и не забивайте голову всякой филосовской чепухой)

- Копенгагенская (акт измерения вызывает коллапс волновой функции и у измерения имеется единственный итоговый результат, хотя ДО измерения параметры системы были не определены и система могла находится в суперпозиции всех возможных вариантов)

- Многомировая интерпретация [в книге тоже очень активно затрагивается данная тема] (никакой волновой функции нет и ее коллапса не происходит; существует множество практически одинаковых миров, частицы которые на квантовом уровне интерферируют друг с другом; при измерении какого-либо параметра происходит ветвление 'мирового пути' и мы просто воспринимаем один из них - получаем результат измерения)

Еще вычитал, что некоторые физики и биологи, например, Роджер Пенроуз считают, что этот самый коллапс волновой функции и является основой нашего сознания - объективная редукция (кстати, тема влияния квантовых эффектов на работу мозга уже обсуждалась в каком-то треде на ЛОРе).

Так вот, интересует следующее:
1. Что конкретно понимается под 'коллапсом волновой функции'? Я воспринимаю эту функцию как чисто математический объект (хотя некоторые физики считают ее объектом реального мира). Что значит, что она коллапсирует? Ну да, мы заранее не знаем результата измерения, да, есть распределение вероятностей...ну и что? Не является ли это просто показателем того, что у нас не хватает знаний? Ну произвели мы измерение, получили результат. Как копенгагенская интерпретация может утверждать, что ДО измерения система находилась в неопределенном состоянии? Ведь тот факт, что МЫ не знаем параметров состояния системы не говорит о том, что сама система находится в неопределенном состоянии, и даже в суперпозиции состояний, а приходит к единому состоянию лишь БЛАГОДАРЯ акту измерения?

2. Каким образом все-таки квантовые эффекты влияют на работу нашего мозга? Что почитать на эту тему?

3. Как ныне физика рассматривает свет? Вроде как опыт Юнга доказал, что свет - волна. Но при этом, когда мы пытаемся 'поймать' свет - мы получаем отдельные частицы - фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм? Как это проще всего понять?

★★★★★

идея о сходстве работы нашего мозга и квантового компьюетра

Идея о сходстве непонятно чего с непонятно чем. Интересная идея!

Xellos ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Спрошу так: как ты понимаешь волновую функцию?

kovrik ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Теорий-то полно. Но голая теория без практики — чушь. А с практикой проблемы по понятным причинам.

Ну, а насчет волновой функции — я, например, понимаю ее как вероятность нахождения квантовой частицы в конкретном кванте пространства в конкретный квант времени. Взять, например, тот же электрон в атоме: некорректно говорить, что он вращается вокруг ядра атома, корректно — что он находится вокруг ядра (в покое).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Теорий-то полно. Но голая теория без практики — чушь. А с практикой проблемы по понятным причинам.

Ну вон в вики, например, пишут, что в 2010 году проверяли квантовую запутанность - разнесли запутанные частицы на 144 километра друг от друга, изменили состояние одной - мгновенно изменилось состояние другой (возможно, неправильно сформулировал). Т.е. вроде как подтвердили квантовую запутанность. Как такое вообще возможно?

Ну, а насчет волновой функции — я, например, понимаю ее как вероятность нахождения квантовой частицы в конкретном кванте пространства в конкретный квант времени. Взять, например, тот же электрон в атоме: некорректно говорить, что он вращается вокруг ядра атома, корректно — что он находится вокруг ядра (в покое).

Т.е. как чисто математический объект?
Значит, вероятность нахождения - это лишь от нашего незнания? При этом сама система строго детерминирована?

kovrik ★★★★★ ()

Не является ли это просто показателем того, что у нас не хватает знаний?

это теория скрытых параметров. Эксперименты её опровергают, хотя пока их не настолько много, чтоб развеять все сомнения.

Что конкретно понимается под 'коллапсом волновой функции'?

Мне нравится идея что именно в этот момент(а не тогда, когда, как нам кажется, происходит событие) неопределённое будущее становится определённым прошлым. Для одного «наблюдателя», оставаясь неопределённым будущем для всей остальной Вселенной.

Anonymous ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Как такое вообще возможно?

Да хрен его знает: я уже давно квантовой физикой не интересуюсь, крыша стекает от всех этих дел.

Т.е. как чисто математический объект?

Как чисто физический объект.

Значит, вероятность нахождения - это лишь от нашего незнания?

Почему же? Просто любая попытка определить параметры квантовой частицы приведет к изменению этих параметров.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от Anonymous

это теория скрытых параметров. Эксперименты её опровергают, хотя пока их не настолько много, чтоб развеять все сомнения.

да, читал, что эксперименты ее опровергают. Допустим, она неверна. Как тогда это понимать?
Меня очень привлекает детерменизм, механицизм и т.п. - ибо это кажется логичным. А тут получается...а вообще непонятно что получается!

Мне нравится идея что именно в этот момент(а не тогда, когда, как нам кажется, происходит событие) неопределённое будущее становится определённым прошлым. Для одного «наблюдателя», оставаясь неопределённым будущем для всей остальной Вселенной.

Вот этого не понимаю. Ну не произвели мы измерения. Ну и что? Неужели это значит, что система так и будет находится в неопределенном состоянии? Как так? Мир же существует, частицы взаимодействуют друг с другом, ядра в основном стабильны - т.е. мир существует в конкретном определенном состоянии.

kovrik ★★★★★ ()

Но при этом, когда мы пытаемся 'поймать' свет - мы получаем отдельные частицы - фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм? Как это проще всего понять?

Я это понимаю так, что волны идут фиксированными «порциями». Возможно это неграмотно, но мозгу так легче.

sin_a ★★★★★ ()

Недавно закончил чтение книги Нила Стивенсона «Анафем».

Годное произведение. Имхо, лучшее из Стивенсона.

разнесли запутанные частицы на 144 километра друг от друга, изменили состояние одной - мгновенно изменилось состояние другой

Просто особый вид взаимодействия. Раньше и магнитам так же удивлялись. Кстати недавно читал, что данный эффект квантовой телепортации используется растениями в процессе фотосинтеза. Но подробностей я тоже найти не смог.

Вообще я считаю, что, по большей части, вся эта вероятностная составляющая и всякие «схлопывания» порождены несовершенством современных измерительных приборов.

kranky ★★★★★ ()

Очередная книжка из серии «умный чувак пишет о том, в чем ни черта не смыслит»? Пенроуз это любит, да

мы практически мгновенно «видим» эффективное решение

Вы может и видите, но есть люди, которые ходят очень неоптимально :)

buddhist ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Меня очень привлекает детерменизм, механицизм и т.п. - ибо это кажется логичным.

Возможно Турчин тебе будет тяжеловат, но, думаю, достаточно полезен.

sin_a ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kranky

Вообще я считаю, что, по большей части, вся эта вероятностная составляющая и всякие «схлопывания» порождены несовершенством современных измерительных приборов.

И мне хотелось бы так считать. А физики категорически опровергают данную точку зрения. Вот и хотелось бы разобраться

kovrik ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от sin_a

А мне понятнее считать каждую частицу возмущением пространства Минковского. Тогда все намного проще: частиц вообще не существует, есть одни лишь волны.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()

трэднечитайсразуотвечай

а приходит к единому состоянию лишь БЛАГОДАРЯ акту измерения?

Мы действительно не в курсе, в каком состоянии находится система до измерения, а с измерением узнаём только либо скорость, либо направление(ман неопределённость Гейзенберга)
А определение этих параметров производится воздействием на систему и мы не знаем в каком состоянии будет находиться система через некоторое время после измерения. Измерить состояние системы без воздействия на неё невозможно

Satou ★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Но ученые как-то для себя же понимают ту же волновую функцию и тп.

Я всегда её воспринимал именно как меру проявление недетерминированности объектов нашего мира. Никогда проблем с восприятием не было. И не нужны всякие сущности, типа множественности миров и т.п.

Вот осознать то, что расстояние — не физическая сущность, а лишь мера взаимодействия, что следует из подтверждения существования связанных частиц, уже заметно сложнее. Тут, действительно — shut up and calculate.

KRoN73 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Тогда все намного проще: частиц вообще не существует, есть одни лишь волны.

Пива не существует. Есть только жидкости.

KRoN73 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Т.е. вроде как подтвердили квантовую запутанность. Как такое вообще возможно?

В нашем метасуперкомпьютере расстояние между объектами — это только функция:
http://www.balancer.ru/community/2012/07/t86245--mmorpg-kak-religiya.452.html

KRoN73 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Ну вот а почему они при этом частицы? Потому что порциями. И, да, тоже подозреваю что остальные подражают в этом фотонам. Да, с Минковским не знаком.

sin_a ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от KRoN73

Да я просто к тому, что нет смысла «врубаться» в КВД, достаточно представить, что «проявляемые свойства частиц» — всего лишь разновидность волновых свойств.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от Satou

Я думаю, что смело могу утверждать: квантовую механику не понимает никто.

И не поймет ☺

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

достаточно представить, что «проявляемые свойства частиц» — всего лишь разновидность волновых свойств

Зачем опять ограничивать себя каким-то частным случаем? Чем не нравится восприятие частиц сразу как квантово-волновых?

KRoN73 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от KRoN73

Чем не нравится восприятие частиц сразу как квантово-волновых?

Сознание охреневает от представления себе этого «кота Шрēдингера».

Да и проще объединить сразу материю и поле воедино, не проводя между ними четкой границы (которой все равно не существует).

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Последнее исправление: Eddy_Em (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от KRoN73

Ну вот и объясни, как это сочетается? Моё объяснение устраивает? А просто так нормальный человек понять это не может.

sin_a ★★★★★ ()

В частности, например, приводится идея о сходстве работы нашего мозга и квантового компьюетра. Т.е. мозг в процессе мышления как бы 'воспринимает' и перебирает одновременно сразу множество вариантов (а точнее - их суперпозицию), а затем (просветление!) все эти варианты «схлопываются» до единственного варианта - результата процесса мышления.

Это просто какое-то нагромождение лишних сущностей, как оно есть.

Kindly_Cat ()
Ответ на: комментарий от sin_a

Нет, волны не идут фиксированными порциями. Квант - и есть волна, просто когда он ни с чем не взаимодействует, он летит в «размазанном» виде. При контакте эта «размазня» просто схлопывается в частицу.

Kindly_Cat ()
Ответ на: комментарий от Kindly_Cat

Квант - и есть волна, просто когда он ни с чем не взаимодействует, он летит в «размазанном» виде. При контакте эта «размазня» просто схлопывается в частицу.

А почему? И как?

kovrik ★★★★★ ()
Последнее исправление: kovrik (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от kovrik

Если ты хочешь изучить квантовую механику, то стоит изучить её матаппарат.

Kindly_Cat ()
Ответ на: комментарий от Kindly_Cat

А, то есть просто одна волна. У меня в представлении волны пока присутствуют последовательностями, как биты на несущей.

sin_a ★★★★★ ()

А мне кажется что вся эта неразбериха из-за того что мы пытаемся разделить понятия материи и энергии. Зачем? Ведь всем известно что одно в другое трансформируется с легкостью. Возьмем тот же электрон. Он материален? Да вроде, да. Мы умеем им швыряться, можем целочисленно их подсчитать? Так почему же если он квант материи, то ведет себя как квант энергии? Например, не секрет что электроны здесь на земле, оказывают пусть не большое но все же воздействие на электроны на марсе. Мне кажется что энергия и материя - это одна сущность, но в разных состояниях. По аналогии с водой материя - это жидкое состояние H2O, а энергия - это газообразное состояние H2O. Вода и пар очень не похожи но все же формула от этого не меняется.

jamy ()
Ответ на: комментарий от sin_a

Представь себе эдакий «всплеск» с затухающей амплитудой (грубо говоря — суперпозиция гауссианы и синусоиды), вот это и есть приближенная модель «квантовой частицы».

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от sin_a

Не волна. И не частица. Можно сказать, что это волна при контакте схлопывается в частицу, а можно сказать, что это частица вне контакта размазана в волну. Эти две сущности равноценны, ни одна из них не первична. Это весело :)

Kindly_Cat ()
Ответ на: комментарий от jamy

во-во.

Грубо говоря, материальная частица — это «заключенная» в конечную область пространства энергия.

Eddy_Em ☆☆☆☆☆ ()
Ответ на: комментарий от jamy

А мне кажется что вся эта неразбериха из-за того что мы пытаемся разделить понятия материи и энергии. Зачем?

Правильно. Если ввести одну единственную фундаментуальную сущность - информацию - никакого разделения не требуется.

Kindly_Cat ()

Почитай еще роман «Ложная слепота» автор постоянно ссылается на современного философа, не помню имени. Довольно интересная интерпретация личности как таковой (для Ъ - что разумное существо не обязано обладать сознанием, это независимые способности)

MahMahoritos ★★★ ()
Ответ на: комментарий от kovrik

Вот этого не понимаю.

возьмём классического кота Шредингера.
Фраза «Через 6 часов он будет жив с вероятностью 50%» никого ведь не удивляет?
Если судьба кота решается «сейчас», но на расстоянии 6 световых часов - то по ТО это то-же самое, что через 6 часов, а значит состояние кота - то-же, что и в первом эксперименте(только представить это уже труднее).
Осталось предположить, что расстояние в 6 световых лет - это частный случай «абсолютно закрытого ящика», и остальные «абсолютно закрытого ящики» работают так-же - и получаем квантовую физику.

Anonymous ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

Сознание охреневает от представления себе этого «кота Шрēдингера».

Не знаю, ничего не охреневает :)

Да и проще объединить сразу материю и поле воедино

Ну так они и объединены.

KRoN73 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от sin_a

Ну вот и объясни, как это сочетается?

Что? Квантово-волновые свойства? Просто такова особенность нашего мира.

А просто так нормальный человек понять это не может.

Ну, подозреваю, когда-то люди не могли понять, что Солнце — это огромный огненный шар, вокруг которого вращается Земля, а не яркий фонарик, вокруг Земли обращающийся.

KRoN73 ★★★★★ ()

а приходит к единому состоянию лишь БЛАГОДАРЯ акту измерения

ИМХО, не так. У системы всегда состояние вполне конкретно, просто при измерении мы вносим искажения в систему и дальше она начинает действовать иначе.

Пример того же кото Шредингера. Кот в любом случае либо жив, либо мертв - для кота это вполне конкретное состояние. Просто чтобы, чтобы внешний наблюдатель это узнал, придется вмешаться в замкнутую систему и открыть коробку

MahMahoritos ★★★ ()
Ответ на: комментарий от MahMahoritos

ИМХО, не так. У системы всегда состояние вполне конкретно, просто при измерении мы вносим искажения в систему и дальше она начинает действовать иначе.

так в том и беда, что ученые говорят, что конкретного состояния до акта измерения у него не существует :(

kovrik ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Eddy_Em

частиц вообще не существует, есть одни лишь волны.

А Ленин - гриб. И радиоволна.

devl547 ★★★★★ ()
Ответ на: комментарий от Kindly_Cat

Ты удивишься, но поле и есть одна из форм материи

Плясать нужно от того, что по современным представлением абстрактного поля нет. Есть взаимодействие переносчиков этого поля.

KRoN73 ★★★★★ ()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.