10 физических фактов, которые вы должны были узнать в школе, но, возможно, не узнали

http://backreaction.blogspot.com/2018/07/10-physics-facts-you-should-have.html
  • Перевод
image

1. Энтропия измеряет не беспорядок, а вероятность


Идея о том, что энтропия – это мера беспорядка, совсем не помогает разобраться в вопросе. Допустим, я делаю тесто, для чего я разбиваю яйцо и выливаю его на муку. Затем добавляю сахар, масло, и смешиваю их до тех пор, пока тесто не становится однородным. Какое состояние является более упорядоченным – разбитое яйцо и масло на муке, или получившееся тесто?

Я бы сказала, что тесто. Но это состояние с большей энтропией. А если вы выберете вариант с яйцом на муке – как насчёт воды и масла? Энтропия выше, когда они разделены, или после того, как вы их яростно потрясёте, чтобы смешать? В данном примере энтропия выше у варианта с разделёнными веществами.

Энтропия определяется как количество “микросостояний”, дающих одно и то же “макросостояние”. В микросостояниях содержатся все детали по поводу отдельных составляющих системы. Макросостояние же характеризуется только общей информацией, вроде “разделено на два слоя” или “в среднем однородное”. У ингредиентов теста есть много разных состояний, и все они при смешивании превратятся в тесто, однако очень мало состояний сможет при смешивании разделиться на яйца и муку. Поэтому, у теста энтропия выше. То же работает для примера с водой и маслом. Их легче разделить, тяжелее смешать, поэтому у разделённого варианта энтропия выше.

2. Квантовая механика применима не только к малым расстояниям, её просто тяжелее наблюдать на больших дистанциях


В теории квантовой механики нет никаких ограничений, согласно которым она работала бы только на коротких дистанциях. Просто так получается, что наблюдаемые нами крупные объекты состоят из множества более мелких, чьё тепловое движение уничтожает все типичные квантовые эффекты. Этот процесс называется декогеренцией, и именно из-за него мы обычно не видим проявлений квантовой механики в повседневной жизни.

Но квантовые эффекты измеряли в экспериментах, протянувшихся на сотни километров, и они могут работать и на больших расстояниях в достаточно стабильной и холодной среде. Они могут распространяться даже на всю галактику целиком.

3. Тяжёлые частицы распадаются не до состояния с минимальной энергией, а до состояния с максимальной энтропией


Энергия сохраняется. Поэтому идея о том, что любая система пытается минимизировать энергию, не имеет смысла. Причина, по которой тяжёлые частицы распадаются, когда могут, состоит в том, что они это могут. Если у нас есть одна тяжёлая частица (допустим, мюон), она может распасться на электрон, мюонное нейтрино и электронное антинейтрино. Возможен и противоположный процесс, но для него требуется, чтобы в одном месте собрались три продукта распада. Следовательно, вероятность его мала.

Но это не всегда так. Если поместить тяжёлые частицы в достаточно горячий “суп”, то синтез и распад могут достичь равновесия, при котором будет существовать ненулевое количество тяжёлых частиц.

4. Линии в диаграммах Фейнмана не изображают пути движения частиц, это просто вспомогательные рисунки для сложных вычислений


Периодически я получаю электронные письма от людей, замечающих, что во многих диаграммах Фейнмана линиям назначаются импульсы. А поскольку все знают, что нельзя в одно и то же время измерить местоположение и импульс частицы с произвольной точностью, в линиях движения частиц нет смысла. Отсюда вроде бы следует, что физика частиц неверна!

Но с физикой частиц всё в порядке. Диаграммы Фейнмана бывают разные, и те, которые обозначают импульсы, предназначены для импульсного пространства. В данном случае эти линии никак не связаны с путями движения частиц. Вообще. Это просто способ изображать некоторые виды интегралов.

В некоторых диаграммах Фейнмана линии на самом деле изображают возможные пути, по которым может пойти частица, но и в этом случае диаграмма не говорит о том, что на самом деле сделает частица. Для этого приходится проводить вычисления.

5. Квантовая механика нелокальна, но её нельзя использовать для нелокального переноса информации


Квантовая механика порождает нелокальные связи, количественно более сильные, чем связи в неквантовых теориях. Это Эйнштейн и называл “пугающим дальнодействием“.

Увы, квантовая механика также по сути своей случайна. Поэтому, хотя у нас и есть эти удивительные нелокальные связи, их нельзя использовать для передачи сообщений. Квантовая механика на самом деле полностью совместима с ограничением скорости света по Эйнштейну.

6. Квантовая гравитация начинает играть роль в ситуациях с высокой кривизной, а не с короткими расстояниями


Если оценивать силу эффектов квантовой гравитации, можно обнаружить, что они перестают быть пренебрежимо малыми в случае, когда кривизна пространства-времени сравнима с величиной, обратной квадрату планковской длины. Это не означает, что эти эффекты можно будет увидеть на дистанциях, близких к планковской длине. Мне кажется, что путаница возникает из-за термина “планковская длина”. Планковская длина – это единица длины, а не длина чего-то конкретного.

Важно здесь то, что утверждение “приближение кривизны к обратному квадрату планковской длины” не зависит от наблюдателя. Она не зависит от скорости вашего движения. Проблема идеи о том, что квантовая гравитация начинает играть роль на коротких расстояниях, состоит в том, что она несовместима со Специальной теорией относительности.

В СТО длины могут сокращаться. Для достаточно быстро движущегося наблюдателя Земля будет выглядеть как блин с шириной меньше, чем планковская длина. И это будет означать, что мы либо должны заметить эффекты квантовой гравитации, либо СТО неверна. Свидетельства говорят против обоих предположений.

7. Атомы не расширяются вместе с расширением Вселенной. Как и Москва


Расширение Вселенной идёт невероятно медленно и оказывает очень слабое воздействие. На системы, связанные воедино при помощи взаимодействий, превышающих по силе расширение, оно не влияет. Системы, которые расширение способно разорвать на части, превышают по размеру скопления галактик. Сами же скопления удерживаются вместе благодаря гравитации. Как и галактики, солнечные системы, планеты и, естественно, атомы. Последние удерживаются вместе благодаря атомным взаимодействиям, куда как более сильным, чем расширение Вселенной.

8. Червоточины – это научная фантастика, а чёрные дыры – нет


Свидетельства, полученные из наблюдений за чёрными дырами, чрезвычайно убедительны. Астрофизики подтверждают наличие чёрных дыр множеством способов.

Простейший способ – подсчитать, сколько массы необходимо собрать в определённом объёме пространства, чтобы в результате получить такое движение близлежащих к нему объектов, которое наблюдается в реальности. Это само по себе, конечно, не говорит о том, есть ли у тёмного объекта, влияющего на видимые объекты, горизонт событий. Однако можно увидеть разницу между горизонтом событий и твёрдой поверхностью, исследуя излучения, испускаемое тёмным объектом. Также чёрные дыры можно использовать в качестве чрезвычайно мощных гравитационных линз, чтобы проверить их соответствие предсказаниям Общей теории относительности Эйнштейна. Поэтому физики с огромным интересом ждут данных от Телескопа горизонта событий [проект, объединяющий множество радиотелескопов во всего мира для изучения центральной чёрной дыры Млечного пути / прим. перев.].

Возможно, самое важное, что нам известно – чёрные дыры являются типичным конечным состоянием коллапса звёзд определённых типов. В ОТО их легко получить и тяжело избежать.

С другой стороны, червоточины – это деформации пространства-времени, о возникновении которых в результате естественных процессов нам ничего не известно. Также для их наличия требуется отрицательная энергия, которую никто никогда не видел, и по поводу существования которой у многих физиков есть большие сомнения.

9. В чёрную дыру можно упасть за конечное время. Это просто будет выглядеть так, будто занимает вечность


При приближении к горизонту событий время замедляется, но это не значит, что вы заканчиваете падение до того, как достигнете горизонта событий. Это замедление увидит только наблюдатель, расположенный на некотором расстоянии. Можно подсчитать, сколько времени займёт падение в чёрную дыру по часам падающего. Результат получается конечным. В чёрную дыру упасть можно. Просто ваш друг снаружи этого никогда не увидит.

10. Во Вселенной в целом энергия не сохраняется, но этот эффект настолько мал, что его не получится засечь


Я говорила, что энергия сохраняется – но это утверждение верно только в определённом приближении. Оно было бы полностью верным во вселенной, в которой пространство не менялось бы со временем. Но мы знаем, что в нашей Вселенной пространство расширяется, и это расширение нарушает закон сохранения энергии.

Однако это нарушение настолько крохотное, что его не заметить ни в каком эксперименте, проводимом на Земле. Чтобы его заметить, нужно наблюдать очень долго за очень большими расстояниями. Если бы этот эффект был сильнее, мы бы уже давно заметили, что Вселенная расширяется! Поэтому не вините Вселенную в ваших счетах за электричество, а просто закрывайте окно, когда включаете кондиционер.

Больше статей на научно-популярную тему (19 за последний месяц) вы можете найти на сайте Golovanov.net. Подписывайтесь на обновления по e-mail, через RSS или канал Яндекс.Дзен.

По многочисленным просьбам реализована возможность поддержать проект материально.

Golovanov.net

179,21

Компания

Поделиться публикацией
Комментарии 330
    +4
    За объяснение энтропии спасибо.
      +11
      По мне так как-раз с энтропией объяснение какое-то невнятное.
      Про масло и воду я вообще не понял.
        +5
        Дж. Ффорде. Беги, Четверг, беги, или Жесткий переплет
        Он достал с одной из многочисленных полок банку из-под варенья и вручил ее мне. Содержимое ее с виду составляли рис и чечевица — примерно пополам.

        — Спасибо, я не голодна.

        — Нет-нет. Я называю это устройство энтроскопом. Встряхни-ка его.

        Я встряхнула банку, и рис с чечевицей перемешались в случайном порядке, как обычно и бывает.

        — Ну и что? — спросила я.

        — Ничего необычного, — ответил Майкрофт. — Стандартное распределение, уровень энтропии нормален. Встряхивай ее почаще. Если произойдет падение энтропии, ты это увидишь: рис и чечевица распределятся не так хаотично, а значит, стоит ожидать совершенно невероятных совпадений.

        Еще кусочек
        При этих словах сердце у меня екнуло. Я сунула руку в карман в поисках энтроскопа дядюшки Майкрофта.

        — В чем дело, Чет? — спросил Лондэн. — У тебя какой-то странный вид.

        — Я проверяю совпадения, — пробормотала я, встряхивая стеклянную банку со смесью риса и чечевицы. — Это не так глупо, как кажется.

        После двух встряхиваний зерна сложились в какой-то спиралеобразный узор. Энтропия на секунду снизилась.
          0

          Я так делал. С шариковыми конфетами ещё в детстве. Никогда они равномерно не перемешиваются. Всегда получаются сгустки.

            +1
            Так сгустки и нормально. Было бы очень странно, если бы из 6 бросков кубика, стабильно выпал бы каждый из 6 вариантов по 1 разу (это бы означало, что 6 бросок не случаен). Так же, как и 500 орлов и 500 решек в тысяче бросков монетки.
              –1
              Было бы очень странно, если бы из 6 бросков кубика, стабильно выпал бы каждый из 6 вариантов по 1 разу

              А что в этом такого? Да, вероятность не очень большая, если я не обсчитался, то что-то типа 1 к 22 квадриллионам (при условии, что выпадение единицы на шестом броске мы игнорируем и начинаем бросать снова с 1. Понятно, что если на n-ном броске выпала единица и мы считаем это началом серии, то там уже будет 1 из примерно 4 квадриллионов, опять же, если я не обсчитался, а я сейчас болею и перепроверять расчеты нет сил).
              В том и суть теории вероятности. Какой бы невероятной не казалась бы последовательность, есть вероятность, что выпадет именно она.
              Исправление/дополнение: я что-то не обратил внимания, что вы вообще простой вариант выбрали, просто каждый из по одному разу, а не последовательно 1-2-3-4-5-6. Если просто каждый по разу, то там вообще очень высокая вероятность. Что-то типа полутора процентов!

              500 орлов и 500 решек в тысяче бросков

              Вероятность, что их будет ровно по 500 — достаточно высока. Все же, у нас вероятность выпадения орла и решки по 1/2, чем длиннее серия, тем ближе будут результаты орла и решки.
              А как вам вероятность угадывания результата примерно 100 бросков монетки без единой ошибки? А я такое однажды видел своими глазами…
              Более того, лет тому с десяток назад читал в какой-то статье про информационную безопасность, что в честных «физических» генераторах случайных чисел, делали системы для отбрасывания недостаточно случайных последовательностей. Т.к. из-за честности генератора, есть вероятность получить ключ шифрования из только нулей или только единиц.
                0
                Вероятность выпадения 500 «решек» в бесконечности серий по 1000 бросков описывается законом больших чисел.
                Принимаем x = 1 <-> «решка», x = 0 <-> «орел».
                Вероятность каждого события 1/2, среднее 1/2, дисперсия sigma^2 = ((1/2)^2+(1/2)^2)/2 = 0.25.
                Значит «среднее число решек» в множестве экспериментов будет описываться приблизительно распределением таким, что это будет распределение Гаусса с
                = 250 и какой-то там сигма (нужно честно посчитать сумму 500 слагаемых будет?).
                0
                Ничуть не страннее, чем любая другая последовательность.
                  0
                  Если мы сейчас, наперед, перед тем как сделать, скажем, 6 бросков кубика, предложим пари, на два варианта:
                  1) числа выпадут равномерно (1 раз единица, 1 раз двойка, все по разу. В общем, на все перестановки из 6)
                  2) числа выпадут НЕ равномерно (все остальные варианты)

                  То вероятность 2 варианта будет явно больше.
                    0
                    Потому, что второй вариант не один а «все остальные». Если же вы скажете «любая другая наперед заданная последоватлельность», то шансы будут равны.
                      0
                      И первый не один. Там 6! вариантов.

                      Нет, не скажу, зачем же мне говорить то, что я не имел в виду? :-)
                        0
                        Ок, «любые 6 наперед заданных».

                        А зачем вообще жить?))
                +1
                Это потому, что случайно и равномерно — не синонимы. У строго равномерного распределения будет более высокая энтропия.
                  +1
                  В смысле, более низкая. Надо меньше работать и больше спать)
                +4
                Ффорде великолепен. Больше всего у него мне нравится «Полный вперед назад, или оттенки серого», жаль, что он так и не продолжил эту книгу. Сама концепция мира, в котором твое положение зависит от способности воспринимать цвета — это что-то с чем-то.
                  0
                  Розенкранц и Гильденстерн обнаружили ее нарушенияе с помощью монетки :)
                  +2
                  Я тоже несколько запутан. Видимо, имеется в виду, что взвесь масла в воде без внешнего воздействия отстоится и разделится на компоненты. Согласно закону неубывания энтропии выходит, что раз система сама пришла из взвеси в разделённое состояние, то последнее имеет большую энтропию. Это довольно контринтуитивно, если мы считаем энтропию мерой неупорядоченности, ведь «вперемешку» кажется более хаотичным состоянием.
                    +1
                    Тут вступает в дело свободная энергия границы раздела фаз — при расслоении она заметно уменьшается, и это перебивает энтропийный эффект
                      +1

                      То что мы обычно понимаем под словом "отстоится" — подразумевает воздействие силы тяжести.

                        +1
                        Полагаю для разделения масла и воды их плотности и сила гравитации играют роль только в вопросе «кто всплывет, кто потонет».
                        А сам механизм разделения обоснован исключительно силой поверхностного натяжения, и несмачиваемостью.
                        Если налить в блюдце воды, и капнуть пару капель масла на поверхность, то при встрече они слипнутся, и сила тяжести тут не при чем.
                        Так что и в отсутствие силы гравитации масло с водой разделятся
                          0
                          В отсутсвие силы гравитации на это уйдет очень уж много времени. Если капля воды достаточно большая — типа Луны, то может вообще никогда(капли масла внутри могут летать туда сюда под действием приливных сил).
                            +1
                            Если капля воды будет размером с Луну, то тут уж никак не сказать
                            В отсутсвие силы гравитации
                            +1
                            Если налить в блюдце воды, и капнуть пару капель масла на поверхность, то при встрече они слипнутся, и сила тяжести тут не при чем.


                            Жир в супе ведёт себя по другому. Если его немного, то сам он в один слой не сливается. Надо разрушать границы между каплями ложкой. Это развлечение я в детстве очень любил.
                              +1
                              Так вот откуда глобалисты берутся!
                                0
                                Из детства?
                              0
                              Причем есть некое соотношение объема масла к диаметру тарелки, при котором достигается максимальное количество капель жира
                            0
                            Да, не совсем корректный термин. Химики используют «разрушение эмульсии», и сила тяжести там не единственная причина (броуновское движение, силы Ван-дер-Ваальса...)
                          +2
                          А по мне очень доходчиво…

                          Фактически это о том, что у системы есть некий наиболее вероятный класс состояний, к которому она стремиться при бесконечной последовательности случайных изменений (можно считать, что действует закон больших чисел). Для риса и чечевицы — это мешанина. Для воды и масла — это разделение на две фракции.

                          То есть, по сути, энтропия — это не о физическом процессе вообще, а о круговороте возможных состояний системы. И теперь мне наконец-то понятна энтропия в информатике.
                            0
                            Автор просто сам «плавает» и разводит полемику на пустом месте. Почему пример с маслом не корректен, уже написали.
                            0
                            Всё то что необратимо или тяжело обратимо (или маловероятно) повышает энтропию. Сжечь бензин легко, синтезировать бензин из воды и углекислоты — тяжело. Состариться — легко, помолодеть — тяжело.
                              0
                              Не получается у меня ухватить суть концепции. Существуют необратимые изменения, это я понимаю. Если слить воду из двух стаканов в один, невозможно будет сказать где сколько изначально было. Следовательно, имея состояние системы на некоторый момент, невозможно построить модель прошлого состояния. А модель будущего можно, если мир детерминирован (истинно случайных событий не происходит). Следовательно будущее содержит меньше информации. Но ведь случайные события происходят (распад ядер, например).
                                +1
                                Если слить воду из двух стаканов в один, невозможно будет сказать где сколько изначально было. Следовательно, имея состояние системы на некоторый момент, невозможно построить модель прошлого состояния. А модель будущего можно, если мир детерминирован (истинно случайных событий не происходит).
                                Если бы мир был полностью детерминирован, то обратив движение каждой молекулы и фотона, можно было бы рассчитать предыдущее состояние, вплоть до двух стаканов, почему нет?

                                истинно случайных событий не происходит

                                Что есть «истинно случайное событие»? Событие, которое мы не можем предсказать? Но ведь всегда можно сказать, что мы просто не знаем, как это рассчитать, по какой причине это событие происходит, но это не значит что этой причины нет.
                                Следовательно будущее содержит меньше информации.

                                Я думаю что и это неверное утверждение. Количество информации как раз сохраняется, как и энергия. Изменяется её упорядоченность.
                                  0
                                  Эм, может не понял логики… Мы не знаем всех сил (энергий, позиции спинов и т.п.) чтобы моделировать будущее, а вот когда знаем — это уже прошлое.
                            0
                            Вроде в институте меня учили, что энтропия системы, находящейся в состоянии А определяется числом путей, по которым система может перейти в это состояние из других состояний (B, C, D etc). Это если очень грубо. Поэтому, чем больше способов перейти в какое-то состояние, тем выше его энтропия и наоборот. Как правило поэтому переход яйца в тесто — это переход из состояния с низкой энтропией в состояние с высокой.
                              0
                              Мне кажется, пример с тестом притянут за уши. Но вода и масло, и чечевица с рисом из комментария выше — таки хорошие примеры.
                                0
                                Еще лучше пример: упорядоченная колода карт, подбрасываем, карты хаотично падают — энтропия возросла. Потому что упасть упорядоченно 1 шанс (ну потому что упорядоченное состояние колоды оно одно), упасть беспорядочно миллиарды шансов. Поэтому беспорядок или энтропия как его мера всего навсего более вероятен.
                                  0
                                  Пример с картами не удачен, потому что когда карты уже упали и мы их видим, то энтропия нулевая, независимо от того, как конкретно они лежат. Энтропия относится только к вероятностным распределениям, это мера нашего незнания о системе. Поэтому энтропия максимальная, когда мы бросили карты, но на результат не смотрели; а если посмотрим, то обнулим энтропию. Т. е. когда карты лежат совершенно случайно (и мы ничего не знаем), то энтропия максимальна, а когда лежат конкретным образом — то нулевая.
                                    0
                                    Вы удивитесь, но вероятность падения любым строго заданным наперед образом будет примерно сопоставима, если не равна.
                                      0
                                      За порядок принимается начальное состояние, колода. И именно в таком же состоянии упасть шанс 1 к 1…000. Не настаиваю что это самое лучшее объяснение.
                                        0
                                        По-моему, здесь просто вопросы к определению порядка.
                                          0
                                          Если мы начинаем разбирать по конкретным картам (как выразился BigBeaver — «строго заданным наперед образом»), то это уже микросостояние, распределение вероятностей которых если и не равномерное, то стремится к таковому. То есть вероятность группировки в колоду такая же, как и «король треф упал в точку (x1,y1), дама пик в (x2,y2), и т.д.».
                                          А вот вероятность макросостояний распределяется неравномерно из-за неравномерной группировки микросостоянии. Макросостояние «упасть колодой» образуется куда меньшим числом микросостояний, чем состояние «упасть россыпью».
                                            0
                                            Макросостояние «упасть колодой» образуется куда меньшим числом микросостояний, чем состояние «упасть россыпью»
                                            Собственно это объяснение через микросостояния, а не через вероятность. Но суть одна.
                                              0
                                              Ну так вероятность макросостояния зависит от числа микросостояний, которыми это макросостояние может быть образовано.
                                      0

                                      Да уж. Яйца тут мешаются :)


                                      Я себе нашел пример для подумать: в норме нашей вселенной (надеюсь на эту норму) энергия переходит от более горячего тела к более холодному. Это минимальная энтропия процесса, так как вероятность иных исходов по дефолту минимальна. Если мы применили силу (например электричество) к этому процессу, то можем обратить его. Будет ли у обращённого процесса бОльшая энтропия? Вроде вариант в этой замкнутой системе с подачей электричества только один. Наверное энтропия зависит от системы координат.
                                      И яйца тут не причем.

                                    0
                                    можно несколько проще обьяснить:
                                    «всё падает вниз» — наивысшая энтропия — это наиболее равномерное состояние.
                                      0
                                      Насколько я помню в РФ в 90-х про энтропию не рассказывали в школе. В учебнике по физике 10 класса Мякишева 2010 года есть глава о вероятности состояний, но понятие энтропии там не рассматривается.
                                      Сам я узнал о ней из учебника для ВУЗов.
                                      0
                                      Что касается пункта 8, среди комментариев к оригинальной версии статьи нашелся и такой:
                                      Daniel Wagner said…

                                      In your point 8, " Wormholes are science fiction, black holes are not", you said the wormholes need negative mass. Perhaps you missed this: arxiv.org/abs/1807.04726

                                      Аннотация к статье на arXiv.org (на английском)
                                      Traversable wormholes in four dimensions
                                      Juan Maldacena, Alexey Milekhin, Fedor Popov
                                      (Submitted on 12 Jul 2018 (v1), last revised 29 Aug 2018 (this version, v2))

                                      We present a wormhole solution in four dimensions. It is a solution of an Einstein Maxwell theory plus charged massless fermions. The fermions give rise to a negative Casimir-like energy, which makes the wormhole possible. It is a long wormhole that does not lead to causality violations in the ambient space. It can be viewed as a pair of entangled near extremal black holes with an interaction term generated by the exchange of fermion fields. The solution can be embedded in the Standard Model by making its overall size small compared to the electroweak scale.

                                      Вольный перевод названия статьи:
                                      Проходимые червоточины в четырехмерном пространстве
                                        0
                                        Преподаватель химии в ВУЗе утверждала, что понятие энтропии вне химии не имеет смысла. Что она имела ввиду?
                                          0
                                          Скорее, вне термодинамики. Мы, например, с энтропией на физической химии сталкивались, когда считали тепловой эффект реакции и направление её течения.

                                          Я оттуда для себя вынес, что энтропия — это такая термодинамическая функция, которая используется в ряде расчётов. Ассоциировать её с чем-то наблюдаемым (хаосом, вероятностью и т.п.) — проблематично и вряд ли нужно.
                                            0
                                            Что у нее совсем плохо с математикой и основами информатики.
                                            ЗЫ. На самом деле, не совсем так. Термодинамическая и информационная энтропии — разные сущности, хотя и связанные через принцип Ландауэра.
                                              0
                                              Термодинамическая и информационная энтропии — разные сущности
                                              Почему разные? Термодинамическая энтропия — это информационная, примененная к статистическому ансамблю. Условно, информационная энтропия — это мера нашего незнания относительно некоторого случайного распределения, а если это распределения из области статфизики, то получается энтропия термодинамическая.
                                                0
                                                Отсюда, вроде, следует, что пример в статье неверен. Вероятность существования смеси воды и масла значительно меньше, чем вероятность существования воды и масла отдельно. Как следствие, у смеси энтропия выше.
                                                Равно как энтропия выше у теста, потому что вероятность существования ингредиентов в форме теста ниже, чем по отдельности.
                                                  0
                                                  В вероятность входит энергия (или другой термодинамический потенциал, в зависимости от граничных условий) в виде exp(−E/T), поэтому при достаточной разнице энергий (относительно температуры) этот энергетический вклад может перевесить вклад числа микросостояний, как получается в случае с маслом.
                                                0
                                                Термодинамическая и информационная энтропии — разные сущности

                                                Нифига не разные, информация это так-то некоторым образом упорядоченная материя.
                                              +2
                                              и это расширение нарушает закон сохранения энергии.

                                              Вот тут я бы поспорил с формулировкой. Согласно теореме Нётер законы сохранения являются следствием какого-либо вида симметрии, в частности, закон сохранения энергии следует из однородности времени. Проблема в том, что в ОТО время неоднородно, и закон сохранения энергии может быть выражен только локально. Но это проблема математическая, т.е. мы не можем формально выразить, что энергия сохраняется. Да мы вообще не можем сформулировать определение энергии, которое было бы применимо ко всей вселенной!
                                              На практике это означает, что мы вообще говоря, не имеем права говорить о том сохраняется ли энергия во всей вселенной или она куда-то утекает. По крайней мере, пока не появится новая теория гравитации, которая решит эту проблему.
                                                0
                                                Проблема в том, что в ОТО время неоднородно, и закон сохранения энергии может быть выражен только локально.

                                                Однако, с точки зрения любого наблюдателя — энергия сохраняется.
                                                  0
                                                  Не любого, а только находящегося в инерциальной системе отсчета.
                                                  Подсказка: в нашей Вселенной абсолютно инерциальных СО нет.
                                                    +1
                                                    Не любого, а только находящегося в инерциальной системе отсчета.

                                                    Разве? В НЕИСО просто есть инерционные силы. С их учётом — всё должно сходиться.
                                                      +1
                                                      Да банально же. Вы сидите в набирающем ход поезде (очевидно, неинерциальной СО). Земля за окошком всё набирает и набирает ход (т.е. энергию и импульс). Помножьте на массу Земли, вычтите мощность паровоза… Сходится?
                                                        0
                                                        На первый взгляд — хочется согласиться. Но на второй — в неИСО есть сила инерции, которая разгоняет Землю. Раз есть сила, то должно быть и потенциальное поле, так?
                                                        Правда, моей квалификации недостаточно, чтобы сформулировать, что такое потенциальная энергия инерционной силы.
                                                          0
                                                          Очевидный факт, что кинетическая энергия тела зависит от выбора системы отсчёта. И конечно всё сходится.
                                                            +2
                                                            Ну где сходится-то? Вот я выбрал систему отсчёта, связанную со мной, сидящим в ускоряющемся поезде. Я знаю массу Земли за окном, я вижу (по телеграфным столбам), что Земля ускоряется. Я знаю, что ускорение вызвано паровозом и я знаю мощность этого паровоза. Но — вот хоть убей не сходится.
                                                              0
                                                              Не надо ни кого убивать, все сходится. Когда поезд затормозит, выделится то же количество энергии, что и при разгоне. А энергию земли, вычисленную вами, использовать нельзя — это виртуальная энергия ваших домыслов.
                                                                0
                                                                Если некто высунет свою глупую голову в окошко движущегося поезда, он очень быстро убедится в реальности «виртуальной энергии моих домыслов».
                                                                  0
                                                                  Ну да, на это потратится энергии не больше, чем есть у поезда. Грубо говоря, если поезд столкнётся со стеной, намертво вкопанной в землю, то энергии выделится не больше, чем масса поезда умноженная на скорость, относительно земли, в квадрате.
                                                                    +2
                                                                    У поезда в моей СО нет никакой кинетической энергии. Согласно моей линейке и часам поезд стоит на месте, а едет вокзал.
                                                                      0
                                                                      Я как наблюдатель крушения поезда, с вами не соглашусь. У поезда энергия была, и много. И даже земля чуть быстрее вращаласть навстречу, но стена все вернула на свои места. В случае с поездом — инерциальная система отсчета — центр масс земли и поезда. А вы со своей линейкой и часами не там сидите.
                                                                        0
                                                                        Это все равно, что взять Васю и Петю, Вася пашет весь день, а Петя спит и получает зарплату еще и думает, что это спит оказывается Вася, это и есть вся абсурдность классической СТО. На самом деле само пространство является инерциальной системой отсчета, относительно которого все в природе и происходит, пространство всегда движется со скоростью света и это есть время.
                                                                          0
                                                                          Это что-то из физики для пролетариев?
                                                                          0
                                                                          Сохраняется полная энергия, а не кинетическая, вот и всего делов. ЕЕ разложение на сумму потенциальной и кинетической зависит от СО, так же, как от этого зависит разложение ЭМ поля на магнитное и электрическое. Если посчитать все правильно и аккуратно, то ни каких нарушений не будет.
                                                                            +1
                                                                            Ну замените поезд на лифт им. Эйнштейна, парящий в межгалактическом пространстве. Нету там никаких потенциалов, ни гравитационных, никаких других. В любой разумной СО потенциальная энергия строго ноль. Телеграфные столбы вдоль дороги считаем невесомыми.
                                                                            У лифта есть двигатель, у двигателя есть мощность, которая и переходит в кинетическую энергию лифта.
                                                                            При этом с точки зрения пассажиров лифта вся наблюдаемая из лифта вселенная ускоряется в обратную сторону.
                                                                            Ещё раз, в неинерциальных системах отсчёта энергия в общем случае не сохраняется. Точка.
                                                                            На этом разрешите откланяться, дальнейшие вопросы прошу адресовать Альберту и Эмми.
                                                                              0
                                                                              Откройте для себя пинцип эквивалентности.
                                                                                0
                                                                                Сохранение всех трех аддитивных интегралов движения выводится банально из уравнений кинематики при условии однородности и изотропности пространства и времени. Если у СО есть ускорение, это эквивалентно наличию потенциальной силы, и вы просто смело дописываете соответствующее ускорение для каждой элементарной массы в системе, и все продолжает сходиться.

                                                                                Если вы намекаете на неоднородность времени в рамках ТО, то с этим никто и не спорит. Но об этом тут где-то рядом уже написали. Ваш же пример с поездом вовсе не про ускорение, а про якобы различие полной энергии между разными СО.
                                                                                  0
                                                                                  Поймите простую вещь: я привёл пример с поездом для тех, кто владеет только ньютоновской механикой.
                                                                                  Да, его можно исхитриться и «залатать» потенциалами выдуманных полей и прочими математическими трюками. Только это всё равно неверно. Пространство-время в такой системе отсчёта ещё плоское, но уже не изотропное (метрический тензор ещё диагональный и постоянен во всех точках, но на диагоналях уже нет ни одной единицы, из-за чего энергия-импульс не сохраняются).
                                                                                  Впрочем, для людей с вашим уровнем подготовки я бы рассмотрел массивный вращающийся шар, на поверхности которого невозможно синхронизировать часы даже локально. На этом наш спор бы закончился.
                                                                                    0
                                                                                    Вот вы вначале приводите пример «из жизни», а потом модифицируете его до деталей конкретной теории ускоренного расширения Вселенной, в которой допускается не выполнение законов сохранения. Есть теории, которые объясняют ускоряющееся расширение Вселенной, но законы сохранения выполняются. Будем теперь спорить о том какая теория вернее без экспериментальных проверок?
                                                                                      0
                                                                                      Простите, расширение вселенной я вообще не трогал. Всё сугубо в рамках ОТО без лямбды.
                                                                                      Также я не трогал, например, исчезновение энергии в черных дырах. Потому что на пальцах принцип «что упало — то пропало» вполне понятен, но объяснить его «на пальцах», не используя тензоры и касательные расслоения, мне например достаточно сложно.
                                                                                      0
                                                                                      Я не считаю себя гением ТО, но как ваши слова укладываются в то, что потенциальные и инерциальные силы принципиально неразличимы ни в каком эксперименте?
                                                                                      массивный вращающийся шар, на поверхности которого невозможно синхронизировать часы даже локально.
                                                                                      А на земле-то мы как синхронизируем? Или нам кажется только?

                                                                                        0
                                                                                        потенциальные и инерциальные силы принципиально неразличимы

                                                                                        Ну это только в самом первом приближении. В реальности все потенциальные поля у нас центральные или близки к центральным. Поэтому при движении возникают эффекты второго и более высоких порядков малости — приливные силы, геодезическая прецессия и т.д., которые вполне обнаружимы (хотя и приходится запускать спутники типа Gravity Probe).
                                                                                          0
                                                                                          центральные или близки к центральным
                                                                                          Между обкладками конденсатора, например (краевыми эффектами пренебречь).

                                                                                          Ну и надо ведь помнить, что мы говорим о вашем «типа бытовом и наглядном» примере с поездом и лифтом.
                                                                                        0
                                                                                        Кажется, я понял, в чем у нас проблема. Под «энергия сохраняется» я имел ввиду «выполняется закон сохранения энергии». Но неинерциальная система не замкнута, тк инерциальные силы являются по отношению к ней внешними => энергия сохраняется, но закон сохранения все равно в порядке.

                                                                                        Если вы такой квалифицированный на фоне моего уровня, то почему бы сразу это не сформулировать вместо всяких дурацких примеров?
                                                                                          0
                                                                                          «Природа не допускает появление энергии ниоткуда и исчезание в никуда. » А космос и вселенная — это природа?
                                                                                    +1
                                                                                    А неважно. Результирующая скорость системы определится суммой импульсов провзаимодействовавших тел, выделившаяся энергия — деформацией поезда. И абсолютно неважно, врезался поезд в Землю или Земля в поезд.
                                                                              0
                                                                              При переходе из лабораторной системы отсчёта (СО), когда в начале всё покоилось, в СО связанную с разгоняющимся поездом, то в «законе Ньютона» для Земли добавляется слагаемое с фиктивной силой инерции. Работа всех сил, действующих на Землю, будет в точности равна приобретаемой кинетической энергии Земли в этой СО.
                                                                                +1
                                                                                Нет никакой внешней СО, из которой куда-то там переходят с добавлением каких-либо членов.
                                                                                Наш вагон называется «Млечный путь». В окошки телескопов мы видим соседние вагоны-галактики, и вместе с ними мы куда-то едем относительно «пейзажа». Но мы не знаем, есть ли у этого «пейзажа» какая-то небесная твердь, эфир, тёмная энергия или что-то ещё, к чему можно привязать какую-либо «лабораторную СО».
                                                                                Более того, тщательно наблюдая за пейзажем, мы выяснили, что сам пейзаж разбегается от нас с очень маленьким, но таки ускорением. И вот тут-то и возникают пункты статьи номер 7 и 10.
                                                                                  0
                                                                                  Нет никакой внешней СО, из которой куда-то там переходят с добавлением каких-либо членов.

                                                                                  Она и не нужна. Слагаемое с фиктивной силой инерции автоматически появляется, когда мы выбираем неИСО.
                                                                                0
                                                                                Ну а если так: паровоз колесами толкает Землю назад, но так как Земля намного тяжелее паровоза, то он движется вперед с ускорением? Т.е. просто посчитать импульсы?
                                                                      +4
                                                                      В ОТО время неоднородно, поэтому теорема Нетер не применима. Однако, уже из самих уравнений ОТО следует локальный закон сохранения энергии, в том смысле, что сколько втекло в объем, настолько в нем и прибавилось. Но из-за динамической геометрии этот локальный закон не дает глобального закона сохранения.

                                                                      Однако, тут есть хитрость, что локальный закон сохранения энергии относится только к энергии материи и ничего не говорит про энергию самих гравитационных волн. Если правильно определить энергию гравитационного поля, то можно опять получить глобальный закон сохранения энергии. В случае асимптотически плоской вселенной такая энергия получается достаточно осмысленной. Однако для более сложных конфигураций пространства-времени физического смысла становится гораздо меньше, например, энергию можно произвольно менять выбором системы координат.
                                                                        +1
                                                                        Гравитационные волны забирают энергию, этот факт давно наблюдается (ну или кто-то другой влияет на скорость движения двойных пульсаров).
                                                                        Про непосредственное измерение этого факта можно было бы сказать, если бы мы зарегистрировали энергию грав. волн от ну очень близкого слияния 2 ЧД. Настолько близкого, что мы могли бы астрономически измерить радиусы сингулярностей 2 ЧД до слияния и ЧД после слияния.
                                                                        0
                                                                        К сожалению не обладаю глубокими знаниями в физике. Но интуитивно, тоже считаю что формулировка не несёт в себе смысла — «и это расширение нарушает закон сохранения энергии.»
                                                                          0
                                                                          Много вопросов относительно расширения, ну пусть оно есть в результате бв. Энергия в принципе универсальное слово, в общем бульоне, со множеством волн и скоплением частиц (материей) почему вселенная не может быть замкнутой? Почему в ней энергия должна теряться, а не видоизменятся?
                                                                            0
                                                                            Во-первых расширение увеличивает энергию, а не уменьшает. (Потенциальная энергия)
                                                                            Во-вторых расширение вселенной идет не из-за инерции, а за счет темной энергии, энергию которой мы не считаем, поэтому не вижу смысла говорить о нарушении или не нарушении закона сохранения энергии.
                                                                              0
                                                                              Эм. С чего оно увеличивает энергию?
                                                                              Эм. С чего это тёмная материя имеет положительный знак? Т.е. с чего это она является положительной гравитацией которая действует наоборот?
                                                                                0
                                                                                Мы можем друг — друга не понимать, т.к. я не силён в физике. Но в моём представлении гравитация — это набор атомов и то что они делают, притягиваются. В расширении вселенной прое*бали массу, и ввели тёмную материю, которая неведома, но должна обладать массой, а ещё расталкивать привычную материю, но если она отталкивает, то она должна быть противоположна атому… В общем нужно 0,5. )
                                                                                  0
                                                                                  Я тоже не физик, но темная материя и темная энергия никак между собой не связаны кроме сходства в названии. Темная материя это то что позволяет галактикам быть такими какие они есть. А темная энергия это то что увеличивает скорость расширения вселенной.

                                                                                  Эм. С чего оно увеличивает энергию?

                                                                                  Правильно ли я понимаю что Вы спрашиваете почему потенциальная энергия тел тем больше чем они дальше друг от друга? (Конечно вне зависимости причин увеличения между ними расстояния.) Надеюсь что нет и Вы просто перепутали темную энергию с гравитационным эффектом темной материи.

                                                                                  Я немного иронично сказал что расширение вселенной увеличивает потенциальную энергию. Потенциальная энергия как бы увеличивается если увеличивается расстояние между телами, по определению. Но ирония в том что на малом масштабе это увеличение ничтожно мало, а на большом расстоянии ничтожно мало гравитационное взаимодействие, а там и до границы сферы Хаббла недалеко, где вообще нельзя будет рассуждать о потенциальной энергии. И на самом деле, то что я сказал только мое предположение, я могу ошибаться, но все кажется очевидным.
                                                                                    0
                                                                                    Вы правы, что я неверно в одну корзину положил и тёмную материю и тёмную энергию… Но и то и то является компенсацией массы. Для меня не очевидно что расширение за счёт бв. И для меня не очевидно что есть тёмная энергия. Странно говорить что закон сохранения не работает т.к. галактики удаляются. А при удалении они не теряют массу? А силы которые их «растягивают» ещё и с ускорением не могут быть классическими гравитационными? Моя проблема, что я не в теме. Но очень печально, что существуют тёмные материи и энергии в науке.
                                                                                      0
                                                                                      Я бы мог сказать, что темная энергия — это просто обычная энергия, действие которой описывается уравнениями ОТО через тензор энергии-импульса. Но потом вспомнил, что уравнение состояния p = – e выглядит ещё экзотичнее, чем p = 0 (как у темной материи — просто отсутствие взаимодействия).
                                                                                        –1
                                                                                        Математика инструмент построения (описания) чего-то из условий, но она не является реальностью. Она может разложить что-то обратно, в реальности часы всегда идут вперёд. Это я к тому, что философия и математика двигают прогресс, но из этого не следует что она правильно описывает реальность. Многое нам не известно, но это не значит что всё возможно, непонимание всей картины, говорит лишь о том что мы не понимаем, а не о том что наши фантазии существуют.
                                                                                          –2
                                                                                          Я больше скажу, математика это инструмент, как молоток для забивания гвоздей, а современная физика использует для «забивания гвоздей» кувалду при чем забивает не самой кувалдой, а ручкой от нее, в итоге имеем то, что имеем.
                                                                                            0
                                                                                            Аха ))). Я конечно не могу аргументировать формулами, но в школьные годы мог озадачить ). Просто понимал логику (мог решать тупые олимпиадные задачки), сейчас нет такого интереса (очевидно из-за массы параметров которые тупо не учитываются, например действие ионизации на металлы). Но забавно видеть поверхностное понимание сути, и тот факт что быть обезьяной в почёте ).
                                                                                              0
                                                                                              А что это Comod в минусах, а меня не минусуете? Мы оба дураки, только я больший, т.к. для меня 99% науки бред сивой кобылы. Я до сих пор не знаю что такое время, энергия, гравитация…
                                                                                                0
                                                                                                Нее, я более оптимистичен, думаю 60:40 в пользу не бреда сивой кобылы!)
                                                                                                  +1
                                                                                                  Ну я о том же, вы более умный человек, а минусов больше… )))
                                                                                                  0
                                                                                                  Это Вы ещё не знаете «бреда» среди самой точной науки — математики. Вот например решают математики задачку про куб с размерностью 2 ↑↑ 2 ↑↑ (3 + 2 ↑↑ 8).
                                                                                                  Смысл символа ↑ можете глянуть тут.
                                                                                                    0
                                                                                                    У меня походу сегодня альцгеймер (логика есть, смысла я не понял). Хотел написать про двоичный код, но потом зашёл в википедию и задумался. Я деградирую до узелковой математики, ну может до арифметике.
                                                                                                      0
                                                                                                      В изучении двоичного кода я дошёл до — «инвариантности формулы интегрирования». Милые люди, запилите плз. статью на Википедии.
                                                                                                        0
                                                                                                        Смысл такой — эта «нотация» — способ записать не очень большие числа в виде выражений типа 1010.
                                                                                                        Если хотите ещё подеградировать — собственное источник, откуда я взял это число. А так, это из задачки типа «возьмем 6-мерный куб и попробуем что-то про него доказать».
                                                                                                        В 71 году для 7-мерного доказать не вышло. Но вышло доказать, что для куба с размерностью n>=N это условие выполнимо.
                                                                            0
                                                                            Перевод чуть-чуть неточный) В 7-м пункте фигурирует Бруклин, а не Москва))
                                                                              +2
                                                                              Это локализация.
                                                                                +12

                                                                                Но ведь Москва расширяется!

                                                                              0
                                                                              Просто так получается, что наблюдаемые нами крупные объекты состоят из множества более мелких, чьё тепловое движение уничтожает все типичные квантовые эффекты.

                                                                              Мы можем описать движение частиц по макроскопическим траекториям (вроде движения спутника вокруг планеты) уравнением Шрёдингера. А потом — сделать приближение к уравнению классической механики. Есть ещё промежуточная штука — квазиклассическое приближение. Плохо работает возле точки поворота, то есть не может описать туннелирование.
                                                                              А с другой точки зрения — распределения Бозе и Ферми переходят в классическое в области (E-Ef)>>kT.
                                                                                +12
                                                                                А я точно все это в школе должен был узнать?
                                                                                  –6
                                                                                  Да и не в школе зачем мне это узнавать? Никакого прикладного значения для обычного человека ни в одном из 10 нет
                                                                                    0
                                                                                    А потом такие «обычные люди», даже не осознающие меру своей некомпетентности, составляют КТРУ и гробят экономику государства.
                                                                                      +3
                                                                                      Как это связано с черными дырами и как компьютерная неграмотность связана с энтропией?
                                                                                      Мне кажется, вы применяете классический прием «Доведение мысли до абсурда».
                                                                                        +1
                                                                                        Да не в связи дело, а в тренировке мозга. Зачем мы изучаем очень много ненужных нам вещей? Затем, что процесс изучения — тренирует мозг, и создаёт условия для изучения нужных вещей.
                                                                                          +2
                                                                                          Статья называется «10 физических фактов, которые вы должны были узнать в школе, но, возможно, не узнали».

                                                                                          Для тренировки мозга я могу узнать много всего нужного в прикладном смысле.

                                                                                          И я не берусь назвать какие-то знания, полученные в школе для тренировки мозга, которые мне казались бы более бесполезными, чем эти.

                                                                                          Кроме того, продолжая эту ветку вы, как бы, поддерживаете точку зрения vanxant по поводу того, что вот без этих уж знаний все и развалится, начиная с Госзакупок.
                                                                                            0
                                                                                            Кроме того, продолжая эту ветку вы, как бы, поддерживаете точку зрения vanxant по поводу того, что вот без этих уж знаний все и развалится, начиная с Госзакупок.

                                                                                            С чего Вы это взяли? В начале ветки нет такого условия, и никакую галочку об этом я не ставил.
                                                                                              0
                                                                                              Кроме того, продолжая эту ветку вы, как бы, поддерживаете точку зрения vanxant по поводу того, что вот без этих уж знаний все и развалится, начиная с Госзакупок.

                                                                                              Пожалуй, именно в поддержку этого продолжу это ветку, ибо именно это и наблюдаю в данный момент времени.
                                                                                                +1
                                                                                                «Да потому, что нам интересно и нравится. А кому не нравится и не интересно, тот, значит, дурак. Без вариантов.»

                                                                                                Тьфу, блин, как на православный форум попал.

                                                                                                К слову, в ВУЗе был единственным в группе, кто мог объяснить значение энтропии и интересовался этим. Но без категоричности.
                                                                                            +1
                                                                                            Вы точно уверены в их некомпетентности в школьной физике?
                                                                                            0
                                                                                            Если выкинуть мои необычные увлечения, то математика мне не нужна совсем (а если не выкидывать, то не нужна лишь школьная математика).

                                                                                            География мне тоже не нужна совсем. Мне совсем неважно, на каком континенте Килиманджаро, сколько этих континентов вообще, чем тундра отличается от смешанного леса, и что Волга — это не только машина.

                                                                                            История мне тоже не нужна. Даже как источник уроков. От моего мнения как избирателя все равно ничего не зависит.

                                                                                            ОБЖ, ну, наверное, нужно.

                                                                                            Астрономия не нужна точно. К чему мне эти законы Кеплера и пересчитывания звездных величин?

                                                                                            Физика не нужна. О всем, что нужно, рассказали на ОБЖ.

                                                                                            Химия не нужна.

                                                                                            Короче, я походу зря в школу ходил.
                                                                                              0
                                                                                              «География? Да извозчики-то на что ж? Только скажи: повези меня туда, — свезут, куда изволишь» Классека
                                                                                                0

                                                                                                Именно так. И что самое характерное, извозят.

                                                                                                  0
                                                                                                  Классека


                                                                                                  русской летиратуры, да.
                                                                                                    0
                                                                                                    Что как бы намекает что невежество и нежелание узнавать новое порицалось уже тогда.
                                                                                                  +1
                                                                                                  Математика — считаю свои доходы и расходы, стоимость товаров в магазине и пр. повседневные вещи.
                                                                                                  География — сколько времени провел над картой РСФСР изучая места, где были знакомые и родственники, был и буду я сам. На природе определял стороны света и направления.
                                                                                                  История — из уроков я узнал о развитии общества, науки и техники. Да просто расширил кругозор.
                                                                                                  Астрономии у нас не было, а жаль! Мне нравится космос.
                                                                                                  Физика — постоянно использую знания о физических процессах на бытовом уровне — не стоит наливать воду для кипячения до краёв — выльется при расширении, использую рычаги и противовесы, знания об электричестве помогают ковыряться в электроприборах.
                                                                                                  Химия — в быту мало использую, но все же знания о некоторых химических реакциях пригождаются, например: нейтрализация кислоты щелочью.
                                                                                                  Я не понимаю, зачем в меня пихали столько классической литературы, но по большому счету она тоже необходима для изучения вопросов морали и социального поведения.
                                                                                                  И с каждым годом я всё больше убеждаюсь, что в школе не дают ещё множество предметов так необходимых в повседневной жизни.
                                                                                                    +1
                                                                                                    Но если подумать серьезно, все это знает человек, не имеющий образования ни какого вообще. Воду-то в деревнях не умели кипятить, пока физика в школах не появилась, деньги считать не умели, до города соседнего добраться так вообще беда.
                                                                                                      +1
                                                                                                      Только все эти бытовые знания не дают ответа на вопрос «Почему» в отличие от школы.
                                                                                                        +1
                                                                                                        Эти ответы не нужны чтобы пользоваться знаниями. Я вам больше скажу, более 90% людей в школе не знает и не хочет знать этих ваших «почему». Да и вы, когда кипятите воду, вряд ли думаете о физике — просто делаете, как привыкли и все. Я даже не удивлюсь, если окажется, что вы к этому привыкли до того, как началась физика в школе. Я, допустим, еду себе готовил класса с 3, а физика только в 7, кажется.

                                                                                                        upd: и хотя лично я сам очень стремлюсь понимать все эти процессы, это скорее хобби, тк в реальной жизни оно не нужно даже большинству инженеров, а простым смертным и подавно.
                                                                                                          0
                                                                                                          Выше я привел банальные примеры, которыми пользуются часто, но есть и более редкие случаи, которые простыми бытовыми знаниями не обеспечить, не говоря уж о профессиональной деятельности.
                                                                                                            0
                                                                                                            И я вам показал, что для пользования этим не нужно образование. А ваш собеседние как арз и сказал, что кроме професиональных ему ни какие знания реально не пригождаются.
                                                                                                              0

                                                                                                              Не, ну я с интересом читаю всякие там научно-популярные статьи по физике и биологии, и даже иногда понимаю всякий околофизический хардкор, спасибо образованию. Но это мой интерес и хобби, это не прикладное.

                                                                                                      0
                                                                                                      Считать доходы без калькулятора — это редко нужны знания после 7 класса.
                                                                                                        0
                                                                                                        считаю свои доходы и расходы

                                                                                                        Табличка в эксельке.


                                                                                                        стоимость товаров в магазине и пр. повседневные вещи.

                                                                                                        Достаточно уметь сравнивать числа.


                                                                                                        постоянно использую знания о физических процессах на бытовом уровне — не стоит наливать воду для кипячения до краёв — выльется при расширении

                                                                                                        У меня на чайнике риска есть, а сколько воды в кастрюлю надо наливать, чтобы потом пенка от пельменей не вылилась, я бы не взялся рассчитывать даже несмотря на то, что в своё время ездил на всерос.


                                                                                                        использую рычаги и противовесы

                                                                                                        Не припомню, когда последний раз их использовал.


                                                                                                        знания об электричестве помогают ковыряться в электроприборах

                                                                                                        Мне пожаробезопасность важнее. Не думаю, что в школе учат физике так, чтобы на эти знания можно было полагаться.


                                                                                                        А если серьёзно, мы тут обсуждаем парадигму «какое прикладное значение имеет $subjname для человека». И ваши расширения кругозоров историей и рассматривания карты РСФСР не сильно отличаются от моих ковыряний нешкольного матана (который, кроме того, помогает и бабло зарабатывать, то есть, имеет значение самое прикладное). И вам этот матан нужен в прикладном смысле примерно так же, как мне карты.


                                                                                                        Ещё довольно забавно, что литература — единственное, что я не стал приводить, предполагая аргумент о моделировании всяких там жизненных ситуаций, а мы ж типа социальные все.

                                                                                                      0
                                                                                                      А не надо узнавать в школе — это ж в 11 классе рассказывают большей частью. 9 классов окончил — и в ПТУ, отыгрывать хомо хабилиса. В самом деле, какая разница, может Земля вообще плоская?
                                                                                                        +1
                                                                                                        И какая разница, если 4-6 лет высшего образования после 11 класса не гарантируют тебе стать Homo ergaster.
                                                                                                          +1
                                                                                                          Система образования — это не завод по имплантации мозгов. Система образования в высшей своей части «даёт самолёт». А вот взлетишь ли ты на этом «самолёте» к вершинам творческого или коммерческого успеха, или разобьёшься, не найдя работу по специальности, зависит уже от «пилота». Ну и во многом от качества «самолёта» в конкретной стране и конкретном ВУЗе, ясен пень.

                                                                                                          Нет и не может быть гарантии «стать», есть гарантия «возможности стать».
                                                                                                          0

                                                                                                          Да вот у некоторых людей сарказм и без 9 классов проклёвывается. Далее можно не учиться.

                                                                                                        0

                                                                                                        Пункты 1,2,3,10 есть в российской школьной программе по физике. Остального вроде нет.

                                                                                                          0
                                                                                                          Про применимость квантовой механики ничего не помню в школе, т.к. вообще не помню упоминаний о ней. Кажется факт того, что например атом водорода описывается ею уже по химии на 1 курсе учили.
                                                                                                          Закон 2 термодинамики должны были учить, ну а к факту распада частиц его никогда не применял.
                                                                                                          Ну а пункт 10 я все равно трактую наоборот — есть возникающая субстанция с постоянной плотностью энергии и уравнением состояния P = — ro (беру c = 1). И уже она расширяет пространство согласно уравнению Эйнштейна, а не пространство расширяется само.
                                                                                                        +1
                                                                                                        Что касается пунктов в статье, то в школе я не про один не слышал.
                                                                                                        P.S. ААААААА, ЭНЕРГИЯ НЕ СОХРАНЯЕЕЕТСЯ!
                                                                                                          0
                                                                                                          Ну так Вселенную неправильно считать замкнутой системой. Странно, что в статье об этом не упомянули.
                                                                                                          0
                                                                                                          «Причина, по которой тяжёлые частицы распадаются, когда могут, состоит в том, что они это могут.»

                                                                                                          Могут-то они все, а распадаются по очереди. Интересно, каков механизм, запускающий распад данного конкретного атома. Там что, таймер тикает?
                                                                                                            +1
                                                                                                            Интересно, каков механизм, запускающий распад данного конкретного атома.

                                                                                                            В том-то и дело, что нет. Со временем вероятность распада не меняется.
                                                                                                              0
                                                                                                              Насколько я знаю, альфа-распад хорошо описывается туннелированием. Есть потенциальный барьер (силы, которые делают более выгодными по энергии существование стабильных атомов
                                                                                                              с зарядом ядра до 52 — до теллура-106 нет альфа-распада), а за ним идет яма — альфа-частица отталкивается ЭМ силами от оставшегося ядра.
                                                                                                              Может за счет 3-мерности задачи выйдет показать, что альфа-частица с высокой вероятностью оказывается за этим барьером. Почему у самых стабильных изотопов (например урана беру, а не висмута) частица задерживается в ядре 23 миллиона, 704 миллиона или 4.5 миллиардов лет — это я точно не знаю.
                                                                                                              В ещё может так быть, что с вероятностью 1/1000 частица распадается немного не так — с рождением пары более тяжелых кварков. А потом одна из родившихся частиц через 0.15 нс скорее всего распадается. Но в любом случае энергия покоя 2 новых частиц меньше, чем энергия распавшейся.
                                                                                                              0
                                                                                                              А пункту 5 я один удивился? Гугл находит больше десятка тысяч научных публикаций про способы прикрутить квантовую запутанность к передаче и обработке информации, и вдруг «их нельзя использовать для передачи сообщений»…
                                                                                                                +6
                                                                                                                То, что ее можно «прикрутить» — т.е. использовать, например, для шифрования, не значит, что с ее помощью можно передать информацию. Нельзя взять пару запутанных частиц, дать одну Алисе, другую Бобу, и, сделав что-то с одной частицей, передать бит информации от Алисы к Бобу. Называется «no-communication theorem» .
                                                                                                                  0
                                                                                                                  Не углубляясь в математику процесса, но если мы придумаем детектор того, является ли состояние частицы детерминированным или нет, мы получим передачу информации. Простой вариант — берем пару запутанных фотонов. Один фотон пропускаем через поляризационный фильтр (или не пропускаем), а его пару на минимальный отсчет времени позже проверяем (методом, например, тех самых «слабых» квантовых измерений из комментария ниже), поляризован фотон или находится в неопределенном состоянии. И получаем передачу бита.
                                                                                                                  И да, «прикрутить» шифрование — вообще отдельный интересный вопрос. Передаем ли мы передавая зашифрованное сообщение дополнительную информацию по сравнению с тем же незашифрованным сообщением? Ведь если и отправитель и получатель знают незашифрованное сообщение, передача зашифрованного сообщения передает всю необходимую информацию о ключе шифрования, который сам может быть сообщением.
                                                                                                                  (PS: кстати, шифр, использовавшийся посольствами Германии во время второй мировой взломали исходя из гораздо меньшего объема информации. Была ошибка при приеме сообщения в Германии, запросили повтор. Повторное сообщение было отправлено. Шифр был аналогичен Энигме и использовал поворачивающиеся колеса. Перехватившие сообщение агличане в лице того самого Алана Тьюринга зная, что зашифровано одно и то же сообщение, высчитали количество и взаимодействие колес в шифровальной машине, т.е. взломали шифр...)
                                                                                                                    +5
                                                                                                                    Первый момент: любая запутанность фундаментально случайна (об этом как раз в статье). Нет никакого способа узнать, получаете ли вы случайную последовательность или «запутанность», пока вы не сравните результаты измерения у Алисы и Боба. Измерение только у Боба выглядит просто как случайный шум, только корреляция с Алисой позволит найти запутанность. Не существует способа проверить «находится ли фотон в неопределенном состоянии».
                                                                                                                    Второй момент: про ваш вариант. Допустим, вы запутали HV поляризации фотонов. Вы измерили один, например, в H — второй коллапсировал в V. Фотоны к вам приходят в случайной поляризации, так что вы измеряете 01101110010. Второй фотон, соответственно, в 10010001101. Каким образом эти две последовательности могут являться «битом» информации? Если вы сравните — увидите идеальную корреляцию, как и положено, но так то сравнить надо…
                                                                                                                      –3
                                                                                                                      Тут как раз штука в том, что все еще достаточно много ученых пытаются найти способ «неразрушающего контроля» коллапсировала волновая функция или нет. Если способ будет найден — то просто ставим один за другим управляемый поляризационный фильтр и поляризационный фильтр. На приемнике ставим два последовательных детектора детерминированности состояния. Если на первом состояние детерминирвано — все просто, пришла единица. Если на первом недетерминировано, а на втором детерминировано — пришел нолик. Если на первом и втором недетерминировано, отбрасываем, не запутанный фотон.
                                                                                                                        +3
                                                                                                                        Тут как раз штука в том, что все еще достаточно много ученых пытаются найти способ «неразрушающего контроля» коллапсировала волновая функция или нет.

                                                                                                                        А можно ссылочку?
                                                                                                                        Потому что с моей колокольни это утверждение просто не имеет смысла. Запутанность по определению завязана на корреляциях между двумя частицами, и глядя на одну частицу никак-никак нельзя понять что она «запутанна».

                                                                                                                        Если вы говорите о слабых измерениях и тп — это не про то. Вы не сможете узнать состояние одной частицы без набора статистики.

                                                                                                                        Кстати, коллапс волновой функции — это скорее способ производить вычисление, а не обязательно нечто физическое. Есть множество интерпретаций квантов, которые обходятся без коллапса.
                                                                                                                          –2
                                                                                                                          Кстати, коллапс волновой функции — это скорее способ производить вычисление

                                                                                                                          Совершенно верно. Вся квантовая физика — это способ производить вычисление. Но вот почему-то светодиоды — светят, а транзисторы — усиливают сигнал, хотя основаны на чисто математических феноменах…

                                                                                                                          А можно ссылочку?

                                                                                                                          www.google.com не подходит чем-то? «wave function collapse detection» для начала. Уже дает несколько интересных ссылок. Дальше можно уточнять по ключевым словам.

                                                                                                                          Запутанность по определению

                                                                                                                          «квантовомеханическое явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми.»
                                                                                                                          … никто не может правильно это объяснить. Я, вот, как и множество исследователей, понимаю запутанность не как «статистическую корреляцию», а как прямую связь между состояниями запутанных частиц. И, как я уже говорил, несмотря на то, что в википедии написано, что информация при этом не передается и «теория относительности не нарушается», но вот каким-то образом информация о том, что мы с одной из запутанных частиц что-то сделали, передается со скоростью, превышающей скорость света. Всего-то осталось изобрести детектор этого факта и получим передачу информации со скоростью выше скорости света.

                                                                                                                          лядя на одну частицу никак-никак нельзя понять что она «запутанна»

                                                                                                                          Если нафантазировать, что мы изобрели детектор коллапсированности волновой функции, не коллапсирующий волновую функцию, я чуть выше описал простой способ передачи информации и отсеивания не запутанных частиц.
                                                                                                                            +3
                                                                                                                            www.google.com не подходит чем-то?

                                                                                                                            Тем, что если мы обсуждаем физику, правила хорошего тона предписывают давать ссылки на конкретные источники.
                                                                                                                            «wave function collapse detection» для начала. Уже дает несколько интересных ссылок.

                                                                                                                            Ну и при чем тут это? Это не имеет никакого отношения к обсуждению.
                                                                                                                            но вот каким-то образом информация о том, что мы с одной из запутанных частиц что-то сделали, передается со скоростью, превышающей скорость света.

                                                                                                                            Ну, то, что вы чего-то не понимаете, не значит, что это природа обязана подчиняться рамкам вашего понимания. Ваше утверждение просто неверно.
                                                                                                                            Если нафантазировать,

                                                                                                                            Нафантазировать вы можете что угодно, но к физике это отношения не имеет. Фэнтези же мне не очень интересно обсуждать.
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Нафантазировать вы можете что угодно, но к физике это отношения не имеет. Фэнтези же мне не очень интересно обсуждать.

                                                                                                                              Тогда зачем вы обсуждаете квантовую физику? Примерно вся квантовая физика — математические фантазии. Как вы пронаблюдаете в реальном мире корень из -1? А без него просто нет никакой квантовой физики.

                                                                                                                              Ну и при чем тут это?

                                                                                                                              Например при том, что там есть несколько ссылок на научные работы. Просто сам факт наличия таких научных работ говорит о том, что пока у некоторых физиков все еще есть надежда, что удастся засекать коллапс волновой функции отдельно от измерения, которое приводит к коллапсу волновой функции.
                                                                                                                              Но с учетом работ А. Короткова и Э. Джордана про «слабые квантовые измерения», все еще проще. «Приемник» ставим дальше «передатчика» от источника спутанных фотонов. Для каждого фотона в «передатчике» производятся «слабые измерения» до тех пор, пока не получим необходимое состояние для 0 или 1. В этот момент «фиксируем» результат измерения, получаем необходимый бит на «приемнике».
                                                                                                                                +3
                                                                                                                                Тогда зачем вы обсуждаете квантовую физику?

                                                                                                                                Потому что квантовая физика — моя специальность, я за это деньги получаю, и мне интересно обсуждать спорные моменты. Но не чужие фантазии.
                                                                                                                                И да, если вы мне дадите математическую основу ваших фантазий, у нас пойдет совсем другой разговор. Потому что ваши фантазии сейчас не основаны ни на физике, ни на математике. Поэтому обсуждать их бессмысленно.
                                                                                                                                Например при том, что там есть несколько ссылок на научные работы.

                                                                                                                                А вы читали эта работы-то? Думаю, нет. А я читал, и они не имеют отношения к обсуждаемому.
                                                                                                                                Но с учетом работ А. Короткова и Э. Джордана про «слабые квантовые измерения», все еще проще.

                                                                                                                                Слабые измерения работают не так. Слабое измерение значит, что вы очень слабо воздействуете на объект, но и не получаете при этом никакой информации почти. Так что получить ваше «необходимое состояние» просто невозможно.
                                                                                                                              0
                                                                                                                              но вот каким-то образом информация о том, что мы с одной из запутанных частиц что-то сделали, передается со скоростью, превышающей скорость света.
                                                                                                                              А кто вам сказал, что она вообще передаетсяя? И нет, речь не о концеции скрытых параметров.
                                                                                                                                –4
                                                                                                                                «каким-то образом информация о том, что мы с одной из запутанных частиц что-то сделали, передается со скоростью, превышающей скорость света»

                                                                                                                                Да, опыты около Женевы в 2008 году подтвердили, что скорость взаимодействия запутанных фотонов как минимум в 100 000 раз превышает скорость света. Игорь Иванов об этом хорошо написал.
                                                                                                                                Вот и надо разбираться — «каким образом» запутанные частицы постоянно и мгновенно обмениваются информацией о состоянии своего спина, чтобы при всех его переменах общий спин их квантовой системы (пары частиц) был равен нулю. Каждая из частиц тут же меняет свой спин на противоположный, как только получит сигнал об изменении спина у своей напарницы. Возможно, что носителями сигнала служат продольные волны в плотном вакууме.
                                                                                                                                Поскольку без измерения нельзя понять, какой спин у любой из частиц, считают, что у частиц суперпозиция спинов. Такая математическая условность не отражает реальность, огрубляет её, делает вероятностной. Это почти как строить теории мультиверса, не имея возможности их проверить.
                                                                                                                                  +1
                                                                                                                                  Такая математическая условность не отражает реальность, огрубляет её, делает вероятностной

                                                                                                                                  Пичалька, да? Не укладывается в мышление 18 века, да? XD
                                                                                                                                    –1
                                                                                                                                    Физика 20 века и не должна укладываться в мышление 18 века. А новая физика 21 века не будет укладываться в мышление 20 века, это нормально. Печально то, что моё окружение продолжает мыслить прошлым веком.
                                                                                                                                      +3
                                                                                                                                      А новая физика 21 века не будет укладываться в мышление 20 века

                                                                                                                                      Но будет в мышление 18-го, я понял.
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  На сколько помню, когда вы измеряете одну из запутанных частиц, вторая не теряет своей запутанности.
                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    Запутанность — это взаимное состояние частиц, одна частица не может оставаться запутанной сама по себе.
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      Ошибся, конечно. Речь, о том, что у второй частицы не происходит коллапса волновой функции при измерении первой.
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        Ну конечно же происходит.
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      Не теряет запутанности с кем, если та первая, которую измерили, схлопнулась?
                                                                                                                                        0
                                                                                                                                        У меня там описка, конечно. Речь про коллапс волновой функции у второй частицы, после измерения первой.
                                                                                                                                        Если вторая частица тоже «схлопывается» одновременно с первой, то интересно, разве это нельзя детектировать?
                                                                                                                                        Например, тут «aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4928933» — «Detecting wave function collapse without prior knowledge».
                                                                                                                                        И получается, что детектирование факта схлопывания второй частицы будет уже передачей информации. Я понимаю, что не прав, но не могу понять, где моя ошибка.
                                                                                                                                          0
                                                                                                                                          Начать с того, что у запутанной системы нет понятия волновых функций отдельных частиц. Состояние потому и называется запутанным, что не факторизуется, то есть не представляется в виде произведения двух отдельных волновых функций для каждой частицы. Измерение коллапсирует всю волновую функцию системы.

                                                                                                                                          Традиционный пример: два кубита в состоянии (|00> + |11>)/√2. Если мы измерим любую из частиц, мы тем самым зафиксируем состояние и второй частицы. То есть, если мы получили для первой частицы |0>, то вторая автоматически окажется тоже в состоянии |0>, просто потому что ничего другого исходное состояние не допускает.

                                                                                                                                          Разумеется, могут быть и более сложные нефакторизуемые конфигурации, скажем, (|00> + |01> + |11>)/√3. Тогда измерение первой частицы, если оно дало |0>, переведёт вторую частицу в состояние (|0> + |1>)/√2. Но это тоже одно из чистых состояний, просто оно не является собственным вектором в базисе |0>, |1> (но вполне себе собственный вектор, например, в базисе (|0> + |1>)/√2, (|0> — |1>)/√2). Итоговое состояние двухчастичной системы стало факторизуемым, частицы — независимыми.

                                                                                                                                          P. S. И нет, детектировать коллапс функции нельзя. Можно лишь статистически проследить корреляции во множестве эспериментов и сделать вывод, что мы наблюдаем коллапс, но для каждой конкретной частицы мы можем лишь измерить её состояние в каком-нибудь базисе и получить некий результат, а является этот результат случайным совпадением с нужным нам значением, или же функция уже сколлапсировала именно в это состояние, определить невозможно.
                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            Спасибо большое.
                                                                                                                                            По поводу детектирования, подскажите, а что тогда вкладывается в понятие weak measurement? Я так понял, удается делать измерения без разрушения состояния суперпозиции? Как они это определяют?
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Со слабыми измерениями я и сам пока толком не разобрался. Насколько я смог понять, это просто некое воздействие на систему, которое, с одной стороны, недостаточно активное, чтобы вызвать полное разрушение суперпозиции, а с другой стороны позволяет получить частичную информацию о состоянии. Поскольку информация не полная, мы не можем гарантированно утверждать, что частица именно в таком состоянии (и, более того, что если мы сразу после этого проведём сильное измерение, она окажется в таком же состоянии). Но эта частичная информация позволяет выстраивать корреляции на большом количестве экспериментов и делать выводы об «усреднённом» поведении частиц. Для получения информации об одиночной частице этот приём не работает.
                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                Все верно. Но в целом можно и для одиночной частицы, просто количество информации очень мало. На слабых измерениях строятся всякие адаптивные измерения/контроль, когда сначала делают серию слабых измерений, чтобы выяснить, каким образом оптимально измерить состояние частицы. А потом измеряют уже обычными проективными измерениями.
                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                  Спасибо. А можете прояснить, как выглядит это «мало информации»? Вероятностное размытие? Я по английской вики пытался разобраться. Саму схему уяснил, но не смог понять, какие выводы можно сделать из результата измерения вспомогательной системы, |q>.
                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                    Смотрите, такой пример: скажем, у вас есть зеркало, и вы хотите узнать его положение со временем. Вы можете посветить на него лучем лазера (это ваша дополнительная система q), и измерить фазу вернувшегося света. При этом за счет давления света состояние зеркала (его импульс/положение) изменится. Чем мощнее лазер, тем больше информации вы получите о частице, но тем сильнее будет возмущение. Можно поступить иначе: послать поток одиночных фотонов. Он почти не сместит зеркало, но и не даст нам почти никакой информации о его положении. Тем не менее, если изначально вы не знали вообще ничего о зеркале, теперь распределение вероятности его положения сузилось.
                                                                                                                                                    Есть близкая концепция квантово невозмущающих измерений, когда измерения наблюдаемой величины не приводят к ее возмущению.
                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                      К сожалению, этот пример мне не очень помог. Как фаза отражённого света относится к положению зеркала? Чтобы измерить положение, мы просто посылаем одиночный фотон и замеряем время до приёма отражённого фотона, умножаем на скорость света и получаем удвоенное расстояние настолько точное, насколько позволяют приборы. Увеличение мощности пучка никак не приводит к увеличению точности измерения.
                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                        Моя вина, я начал с непрерывного света, а потом стал говорить про фотоны. «фаза» или задержка в вашем варианте — одно и то же. Измерение одним фотоном будет ограничено неопределенностью во времени отправки фотона (ну и в неопределенности положения зеркала). Точность определения расстояния у вас будет зависеть от количества N фотонов, которые вы послали, как корень из N (что следует просто из распределения Пуассона для случайного процесса излучения фотонов, и см. например тут в части про «Scaling and the effect of noise»). В целом это чисто классический эффект — при наличии шумов, чем больше у вас статистика, тем точнее вы знаете величину.
                                                                                                                                                          +1
                                                                                                                                                          OK, так стало немного понятнее. Спасибо.
                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                        Некоторая версия принципа неопределенности гласит, что при попытке измерить фазу малого числа n фотонов мы получим неопределенность что-то типа dn*dphy > 1/2.
                                                                                                                                                        Так что по действительно малому числу фотонов мы явно не сможем узнать фазу, а значит и положение зеркала.
                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                          Это справедливо для любого числа фотонов, и это то, о чем я написал выше (только расширенное на квантовый случай, так что оценка фазы dphi>1/(2N), это предел Гейзенберга).
                                                                                                                                                          Но надо иметь ввиду, что такое соотношение неопределенности не очень хорошо определено. Во-первых, оператор фазы определить сложно. Во-вторых, распределение вероятности фазы не нормальное, и может обладать двумя пиками на отрезке [0, 2pi], так что определение дисперсии для такого распределения несколько затруднено.
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  Для шифрования это вполне годится. Сначала создается пара ключей. Потом Алиса шифрует измеренным ключом 01101110010 свою инфу. Тут главное договориться, чтобы Боб не попробовал узнать свой ключ до измерения Алисы, но не будет же он узнавать ключ до шифрования?
                                                                                                                                  Потом Боб из измеренного ключа 10010001101 получает исходный ключ Алисы и расшифровывает послание.
                                                                                                                                    +2
                                                                                                                                    Ну да, именно так! Про то и речь, что для шифрования — очень полезно. Но речь-то про передачу информации, а вот с этим тяжко…
                                                                                                                                +2
                                                                                                                                Кстати, раз уж в комментах наш главный физик Хабра: Shkaff, вам не кажется, что в п.2 в статье используется подмена понятия «масштаб применимости» понятием «расстояние»? Да, мы можем разнести запутанные частицы на миллиард километров и наблюдать их, да, они будут демонстрировать те же свойства… но они от этого объектами макромира со всеми вытекающими не станут же.

                                                                                                                                Да и вообще в статье перечислены факты, которые являются коллекцией непониманий определений или подменой понятий. Мне особенно понравился п.4 — это, видимо, для тех людей, которые диаграммы Фейнмана видели где-то на картинках, но ни разу не пытались ими пользоваться или уяснить для себя, что именно они означают и как их читать. То же самое про п.8 — червоточины это не научная фантастика, это математический объект, возникающий при определенном решении уравнений ОТО. Равно как и черная дыра является такой же математической абстракцией, а вот коллапсар, который порождает область пространства-времени, которая этой абстракцией описывается, вполне реален. Научной фантастикой на данный момент являются не червоточины, а гипотетические объекты, которые их могут создавать, пока не найдены хотя бы косвенные свидетельства возможности их существования.

                                                                                                                                И еще поясните п.7 — я что-то путаю, или на самом деле все прекрасно расширяется, просто 1) масштаб расширения ничтожно мал, 2) расширяются не атомы, а пространство, которое их вмещает, причем расширяется изотропно, и с нашей точки зрения относительные расстояния, то есть интервалы, не меняются никаким образом? Иными словами, метр для нас остается метром, просто сам этот «метр» медленно, но изменяется (и заметить мы это сможем, только когда расширение достигнет той стадии, когда будет наблюдаемо на локальных масштабах нашего мира, в последние моменты перед Большим Разрывом)?
                                                                                                                                  +2
                                                                                                                                  вам не кажется, что в п.2 в статье используется подмена понятия «масштаб применимости» понятием «расстояние»?

                                                                                                                                  Я думаю, просто автор жертвует ясностью в пользую краткости. Первое утверждение верно: в стандартной квантовой физике нет никаких ограничений на размеры/массы описываемых объектов. По идее нет причин полагать, что существует граница между квантовой и классической физикой, просто упомянутый процесс декогеренции квантовой системы приводит к тому, что мы наблюдаем большие объекты классически. Сейчас работают над экспериментами, где массивные объекты (у нас в группе, например, 100 граммовые зеркала), приготавливаются в запутанном состоянии.

                                                                                                                                  Да и вообще в статье перечислены факты, которые являются коллекцией непониманий определений или подменой понятий.

                                                                                                                                  Согласен, не лучшая статья Сабины, прямо скажем. Плюс перевод, как обычно, далек от идеала…

                                                                                                                                  И еще поясните п.7

                                                                                                                                  В моем представлении в статье все правильно. Во-первых, расширение можно рассматривать просто как силу, действующую на атом, и растягивающую его в стороны. Эта сила просто слишком мала, чтобы хоть как-то повлиять на размер.
                                                                                                                                  Во-вторых, тут важный момент, что расширение не абсолютно, а зависит от самого объекта. Если объект связан гравитационно (как солнечная система) или атомно (как атом), то и расширение практически не будет иметь эффекта на него. Если взять обычную скорость расширения и пересчитать ее на атом, эффект будет более значительным. Можно вот тут почитать хорошую старую статью: arxiv.org/pdf/astro-ph/9803097v1.pdf или вот тут поновее.
                                                                                                                                    –4
                                                                                                                                    «расширение можно рассматривать просто как силу, действующую на атом, и растягивающую его в стороны. Эта сила просто слишком мала, чтобы хоть как-то повлиять на размер.»

                                                                                                                                    А сила, действующая на скопления галактик, достаточна велика, чтобы их раздвигать с ускорением. Но если расширяющееся пространство обладает движущей силой, то как рассматривать само пространство? Очевидно, как энергетически плотную среду. Причём как очень плотную, если она с тем же ускорением гонит друг от друга скопления разных масс и концентраций материи.

                                                                                                                                    «массивные объекты (у нас в группе, например, 100 граммовые зеркала), приготавливаются в запутанном состоянии.»

                                                                                                                                    Поясните, пожалуйста, каким образом эти зеркала будут проявлять своё запутанное состояние?
                                                                                                                                      +1
                                                                                                                                      Да-да, мы знаем, что вы эфирщик:)

                                                                                                                                      Поясните, пожалуйста, каким образом эти зеркала будут проявлять своё запутанное состояние?

                                                                                                                                      В корреляциях между их положениями и импульсами, которые сильнее, чем классические. По сути, это прямая реализация ЭПР парадокса. Например, измерив расстояние между ними, мы можем предсказать разность импульсов с точностью лучше, чем дана принципом неопределенности (в идеальной системе абсолютно точно).
                                                                                                                                        –3
                                                                                                                                        Лишь бы мой эфир вписывался в наблюдения, а теория подтянется…

                                                                                                                                        Но у вас в группе фантастики больше. Как я понял, вы не просто готовитесь обойти неопределённость Гейзенберга, а превысить скорость света в передаче информации. Меняя положение одного зеркала, вы не только можете предсказать новое положение запутанного с ним зеркала, но и тут же проверить своё предсказание, например, по смещению на экране пятна отражённого им света. Если корреляция действительно есть, то она будет сохраняться вне зависимости от расстояния между зеркалами. Впрочем, если признание в этом нарушает подписку о неразглашении, то фрик-эфирщик, как всегда, всё понял неправильно :)
                                                                                                                                          0
                                                                                                                                          Лишь бы мой эфир вписывался в наблюдения, а теория подтянется…

                                                                                                                                          Интересно, темная материя имеет какое-то отношение к вашему эфиру? И почему у концепции от которой в свое время отказался даже ее создатель, развелось столько апологетов в современном РУнете?

                                                                                                                                            –2
                                                                                                                                            Начнём с того, что термином эфир с давних пор обозначают среду, заполняющую всё пространство. То есть пространство является средой. Пространство-среда является логической противоположностью пространства-пустоты. Пустота по латыни называется вакуум.
                                                                                                                                            Проявление эфира искали в виде горизонтального эфирного ветра. Он должен был возникать при движении Земли сквозь неподвижный эфир. Но такого эфира не нашли и вместо него ввели понятие вакуум — пространство-пустоту.
                                                                                                                                            Однако эта пустота влияла на поведение частиц — вызывала их Лэмбовский сдвиг. Поэтому в микромире вернулись к понятию среды, но чтобы не ссориться с физиками макромира назвали её физическим вакуумом. Потом обнаружили, что и в макромире пустота влияет на поведение материи — с ускорением раздвигает скопления галактик. Но в силу инерции её продолжили называть вакуумом, иногда добавляя к этому термину прилагательное «космический». Типа это всё же не пустота, а такая среда, с не очень большой плотностью, зато — с постоянной (космологической), которая почему-то не убывает с расширением пространства. Типа есть внутри её какая-то тёмная энергия.
                                                                                                                                            Я уже делаю скидку на человеческие недостатки в физическом сообществе и вместе с ним называю эфир, среду вакуумом. Есть же пословица — «хоть горшком называй, только в печь не ставь». Мы же и атомы называем «атомами» — неделимыми частицами, хотя узнали, что они делимые, и поэтому должны называться «томы». Привыкли, и ладно. Но, видимо, не весь современный РУнет такой покладистый — в отношение перемены в названии среды. Ведь эфир переименовали в вакуум уже после рождения науки, а наука — не религия и должна признавать свои ошибки, называть вещи своими именами. И апологеты эфира не все «белые и пушистые», их эфир часто образца позапрошлого века, далёкого от реальности.

                                                                                                                                            Плотная расширяющаяся среда устраняет потребность в тёмной материи, но об этом я много писал здесь, почитайте мои прошлые комментарии.
                                                                                                                                            +4
                                                                                                                                            Как я понял, вы не просто готовитесь обойти неопределённость Гейзенберга, а превысить скорость света в передаче информации.

                                                                                                                                            Никакая информация не передается.
                                                                                                                                            Меняя положение одного зеркала, вы не только можете предсказать новое положение запутанного с ним зеркала, но и тут же проверить своё предсказание, например, по смещению на экране пятна отражённого им света.

                                                                                                                                            Конечно, мы не меняем сами положение зеркал — это бы разрушило корреляции. Мы собираем информацию о положении/моменте двух зеркал, а потом эта информация коррелируется друг с другом. Никакой информации быстрее скорости света между зеркалами не передается, в этом суть нелокальности квантового мира.
                                                                                                                                              –2
                                                                                                                                              Я понял: никакая информация не передаётся.

                                                                                                                                              Теперь, если можно, о деталях. Запутанность зеркал проявляется в корреляции их положений, но сами вы не меняете положение зеркал, чтобы не разрушать этой корреляции. Вы просто собираете информацию о переменах в положении/моменте двух зеркал по 100 грамм каждое, а потом сравниваете, какой уровень корреляции (и как его повысить, чтобы приблизиться к идеальной системе).
                                                                                                                                              Это очень умное изобретение. Если нельзя уменьшить инструмент измерения — фотон, то, чтобы обойти неопределённость и вызванную измерением декогеренцию, надо увеличить объект измерения — перейти от запутанных частиц к макрообъектам. Лишь бы научиться запутывать макрообъекты. Если получается запутать 100 граммовые зеркала, то измерять их положения можно даже не одним фотоном, а целым пучком фотонов — по отражаемому ими свету, да?
                                                                                                                                              Представляю, как лазерный луч светит на одно из запутанных зеркал, подвешенное на крутильных весах, реагирующих на давление света. Другое зеркало удалено пока лишь в противоположный конец лаборатории и тоже отражает свет своего лазера, отклонившись на весах под его давлением. И кто-то (не вы сами, не из вашей группы) в нужной ему последовательности отключает и включает первый лазер. А вы только регистрируете изменения в положениях обоих зеркал — пусть не совсем совпадающие (система не идеальна), но синхронные (в силу нелокальности квантового мира). Фантастика?
                                                                                                                                                +1
                                                                                                                                                Через пару лет — реальность:)
                                                                                                                                                измерять их положения можно даже не одним фотоном, а целым пучком фотонов — по отражаемому ими свету, да

                                                                                                                                                Да
                                                                                                                                                другое зеркало удалено пока лишь в противоположный конец лаборатории

                                                                                                                                                Кстати нет, нам не интересно проверять нелокальность — зеркала находятся близко друг от друга. Так, что их можно пододвинуть достаточно близко, чтобы взаимная гравитация стала значительной и (возможно) разрушала запутанность.
                                                                                                                                                кто-то (не вы сами, не из вашей группы) в нужной ему последовательности отключает и включает первый лазер.

                                                                                                                                                Зеркала измеряются одним и тем же лазером, мы измеряем их относительное движение (в интерферометре). Не понял, к чему этот другой человек.
                                                                                                                                                  –1
                                                                                                                                                  Этот другой человек — как причина допустимых воздействий на первое зеркало, которые не нарушают запутанности между зеркалами, но позволяют выявлять корреляцию между ними. Кто-то или что-то должно ведь оказывать такие воздействия? По аналогии с теми воздействиями, что приводят к неконтролируемым осцилляциям спинов запутанных фотонов (к суперпозиции их спинов).
                                                                                                                                                  Но если зеркала рядом, измеряются одним и тем же лазером, то воздействия из внешней среды, по-моему, будут испытывать оба зеркала одновременно. И как тогда различить, на что реагирует то или другое зеркало — на воздействие, внешнее для системы зеркал, или на воздействие от второй части системы — от запутанного с ним зеркала? В первом случае это похоже на регистрацию гравволн, а во втором — на классический ЭПР-парадокс. За счёт чего в вашем интерферометре возникает относительное движение зеркал?
                                                                                                                                                    +1
                                                                                                                                                    Запутанность создается самим лазером. Сначала мы создаем запутанность зеркал с помощью одной процедуры, а потом ее считываем тем же лазером с помощью другой процедуры.
                                                                                                                                                    Но если зеркала рядом, измеряются одним и тем же лазером, то воздействия из внешней среды, по-моему, будут испытывать оба зеркала одновременно.

                                                                                                                                                    В принципе, да. Дальше вопрос корреляций. Зеркала измеряются непрерывно, так что можно набрать большую статистику. В принципе, любые переходные процессы можно исключить за счет этой самой статистики. Дальше, процедура верификации запутанности полностью независима от процедуры приготовления. Условно: приготовили запутанность, дали системе немного эволюционировать, верифицировали, что зеркала все еще запутанны.
                                                                                                                                                    И как тогда различить, на что реагирует то или другое зеркало — на воздействие, внешнее для системы зеркал, или на воздействие от второй части системы — от запутанного с ним зеркала?

                                                                                                                                                    Второе зеркало не воздействует на первое, даже когда они запутанны, в этом вся суть. Как отличить квантовые корреляции от общей силы — как я написал выше. Плюс, независимая калибровка всех элементов.
                                                                                                                                                    За счёт чего в вашем интерферометре возникает относительное движение зеркал?

                                                                                                                                                    За счет квантового дробового шума лазера, которые приводит к флуктуирующей силе светового давления на зеркалах.
                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                      Спасибо Вам за терпеливое объяснение эксперимента вашей группы. Но если он — «прямая реализация ЭПР парадокса», то в чём его парадокс?
                                                                                                                                                      Для Эйнштейна парадоксом была нелокальность взаимодействий запутанных частиц. Проще говоря, сверхсветовой обмен информацией между запутанными фотонами. Поэтому он считал, что постоянной корреляции между их спинами, для которой требуется такой обмен, не существует. Как вылетела пара фотонов с противоположными от рождения спинами, так с теми же спинами фотоны и попадают в детектор. У фотонов других пар их противоположные спины могут быть разных значений, но, по Эйнштейну, одинаково неизменными до конца полёта.
                                                                                                                                                      Но проведённые позже эксперименты показали, что кроме единичной, изначальной корреляции спинов фотонов в момент их запутывания (рождения их квантовой системы с нулевым общим спином), существует постоянная синхронная корреляция спинов, поскольку спины летящих фотонов постоянно меняются, но при этом всегда сохраняют взаимно противоположные значения.

                                                                                                                                                      Так что же обеспечивает корреляцию спинов запутанных фотонов или положений запутанных зеркал? Какой физический механизм? Если с этой целью части квантовой системы последовательно не воздействуют друг на друга, то что тогда воздействует на них параллельно — одновременно? А если нет воздействия, то нет и корреляции. Или в угоду ошибавшемуся Эйнштейну была придумана корреляция частей квантовой системы без их взаимодействия?