Comments 22
Пожалуй пойду в новое измерение, а то здесь мозг кипит
Слишком грубые методы измерения, то есть есть вмешательство. Например линейкой мы меряем на расстоянии, а не жестко деформируем вещество
Я бы описал это все немного иначе.
Если частица со спином 1/2 приготовлена с неким состоянием спина, то для описания спина нужно два действительных числа.
Эти два числа — это и есть информация, записанная в спине частицы. Информация описывает условия приготовления частицы, например, направление оси поля установки в 3-мерном пространстве.
Для классической частицы мы могли бы считать с нее эти два числа с любой точностью. Но квантовая частица позволяет поставить с собой только один эксперимент с бинарным исходом — да/нет.
После постановки эксперимента мы имеем исход да/нет и новое состояние спина, в котором не осталось и следа от исходных двух чисел.
И того получается, что частица создается установкой и уносит информацию об установке в виде двух чисел. Но измерение уничтожает эти два числа, выдавая всего один бит, в виде исхода эксперимента.
Если бы возможных исходов было три, частица несла бы 4 числа (3 амплитуды — это 3 фазы, 3 модуля минус 1 число за счет нормировки и минус 1 на общую фазу) и так далее.
В классике нечто сходное происходит когда мы не знаем исхода, но знаем его вероятность. Например, монета с вероятностью 50 % лежит решкой. 50 — это одно вещественное число, описывающее состояние монеты или условия приготовления этого состояния. После измерения число 50 "стирается" из реальности (на самом деле из нашей модели) и вместо него получается 1 бит состояния монеты.
В КМ отличие — 2 числа вместо одного и речь не о нашем знании а о действительно неопределенном еще исходе не состоявшегося еще эксперимента.
UFO just landed and posted this here
Гуглить 'предельный переход'
Там все чуть сложнее. В прошлом году, например, на детекторе LIGO были отмечены квантовые процессы в 40-киллограмовых зеркалах существенного размера. То есть для макрообъектов квантовые эффекты могут играть роль, но редко. Можно начать с этой статьи в Википедии.
С LIGO немного сложнее: в данном случае квантовые эффекты были для определенной степени свободы (положения зеркала) и только в некотором специальном квантовом состоянии (сжатом). Это не совсем то же, что макроскопическое состояние суперпозиции у зеркал, например. Скажем, интерференцию зеркала с самим собой наблюдать не получится (а большие молекулы — вполне себе).
Я не до конца понимаю в чем гениальность этих экспериментов… Если взять магнитофонную пленку и пропускать её через магниты, на ней тоже всё сотрется… Пленка теперь квантовая? Или вы просто магнитами своими всё там испортили? Или спин частицы, по теории, не должен поддаваться переориентированию в магнитном поле? Че-то тут не так… :-)
не так. В описанном эксперименте плёнку «стёрли», оставив только частицы с одинаковым спином… а потом оказалось, что нифига, стоит померять по-другому, и опять есть оба вида спинов в по-прежнему случайном соотношении.
В этом эксперименте происходят куда более странные вещи, на мой взгляд.
1) У атомов серебра есть 2 стабильных изотопа. Оба нечётные. Количество электронов тоже нечётное. e,p и n имеют одинаковый спин 1/2. В атоме они должны были сложиться и дать целое число в сумме. Откуда тогда в опыте Штерна — Герлаха могло получиться значение 1/2???
2) Если суммарный спин целый, то где тогда полоска без отклонений для значения 0, которая должна быть ярче любой другой? Даже если бы не был целым, то в эксперименте же значение имеет не сам спин, а только его проекция. Если спин будет направлен перпендикулярно магнитному полю, то это должно было бы дать тот же 0… или так нельзя?
3) А с самим экспериментом всё как раз очевидно: спин частицы равен 1/2. Она проходит первый прибор и мы устанавливаем, что спин вдоль оси X=1/2. Затем Проводим через второй прибор, где оказывается, что спин и по направлению Y тоже 1/2. Но тогда по банальной теореме Пифагора полный спин частицы не менее: sqrt(2)/2!!! Вполне очевидно, что в этот момент проекция спина на ось X должна обнулиться. Что на третьем детекторе и подтверждается: прилетают частицы с нулевой проекцией на ось Х, которая 50 на 50 превращается либо в положительную, либо в отрицательную.
Отсюда удивляться и задаваться вопросами стоит не о том, что там происходит с информацией, потому что с ней ничего и не происходит: запустили атом — он летит, повернули атом — он дальше летит,- а самим законам, почему вообще что-либо должно квантоваться, что не даёт частицам долго находиться между разрешёнными уровнями, и как вообще происходит так, что одна та же векторная величина имеет целочисленную проекцию на любую ось!
1) У атомов серебра есть 2 стабильных изотопа. Оба нечётные. Количество электронов тоже нечётное. e,p и n имеют одинаковый спин 1/2. В атоме они должны были сложиться и дать целое число в сумме. Откуда тогда в опыте Штерна — Герлаха могло получиться значение 1/2???
2) Если суммарный спин целый, то где тогда полоска без отклонений для значения 0, которая должна быть ярче любой другой? Даже если бы не был целым, то в эксперименте же значение имеет не сам спин, а только его проекция. Если спин будет направлен перпендикулярно магнитному полю, то это должно было бы дать тот же 0… или так нельзя?
3) А с самим экспериментом всё как раз очевидно: спин частицы равен 1/2. Она проходит первый прибор и мы устанавливаем, что спин вдоль оси X=1/2. Затем Проводим через второй прибор, где оказывается, что спин и по направлению Y тоже 1/2. Но тогда по банальной теореме Пифагора полный спин частицы не менее: sqrt(2)/2!!! Вполне очевидно, что в этот момент проекция спина на ось X должна обнулиться. Что на третьем детекторе и подтверждается: прилетают частицы с нулевой проекцией на ось Х, которая 50 на 50 превращается либо в положительную, либо в отрицательную.
Отсюда удивляться и задаваться вопросами стоит не о том, что там происходит с информацией, потому что с ней ничего и не происходит: запустили атом — он летит, повернули атом — он дальше летит,- а самим законам, почему вообще что-либо должно квантоваться, что не даёт частицам долго находиться между разрешёнными уровнями, и как вообще происходит так, что одна та же векторная величина имеет целочисленную проекцию на любую ось!
Кстати, поставить опыт, доказывающий стирание информации из вселенной невозможно по определению.
Например, вы передаете частице информацию X, затем делаете нечто, стирающее информацию. Вроде информация исчезла из вселенной… но нет, экспериментатор то ее помнит! И приборы помнят. А это все тоже часть вселенной.
Допустим, экспериментатор исходную стертую информацию X не помнит и никто и ничто об информации X не помнит, никакого следа от нее во вселенной не осталось и восстановить ее никак нельзя. Тогда где доказательства, что эта информация вообще была в прошлом вселенной? Может быть это как раз и была та самая суперпозиция возможных состояний X из квантовой механики а не реально существующий выбор конкретного X?
Например, вы передаете частице информацию X, затем делаете нечто, стирающее информацию. Вроде информация исчезла из вселенной… но нет, экспериментатор то ее помнит! И приборы помнят. А это все тоже часть вселенной.
Допустим, экспериментатор исходную стертую информацию X не помнит и никто и ничто об информации X не помнит, никакого следа от нее во вселенной не осталось и восстановить ее никак нельзя. Тогда где доказательства, что эта информация вообще была в прошлом вселенной? Может быть это как раз и была та самая суперпозиция возможных состояний X из квантовой механики а не реально существующий выбор конкретного X?
На самом деле, если предположить, что вселенная является замкнутой системой, то мы получим, что существует волновая функция вселенной, которая является непрерывной. Стирание происходит лишь с точки зрения наблюдателя, но не вселенной — сам процесс измерения возникает, когда у нас появляется наблюдатель — если мы рассматриваем всю вселенную, то наблюдателя нет и нет и измерений.
Более того, Хокинг (если я правильно помню) в своё время с удивлением обнаружил, что такая волновая функция (в отсутствие внешнего наблюдателя) не зависит от времени, т.е. статична.
Это было бы странно: процессы-то внутри Вселенной идут. Многомировая интерпретация, например, как раз рассматривает всю вселенную как замкнутую систему с единой волновой функцией, которая эволюционирует во времени.
Не знаю что было у Хокинга, но квантовая механика так устроена, что в ней можно считать вектор состояния (описание системы) статичным а операторы наблюдаемых (способ получения результатов эксперимента) эволюционирующими с тем же успехом, как и наоборот. Оба представления эквивалентны и называются представлением Гейзенберга и представлением Шредингера.
Насколько я понял, там соль в том, что наблюдатель, чтобы наблюдать эволюцию вселенной, должен быть частью этой вселенной. Тогда из волновой функции вселенной он явным образом убирается, остается наблюдаемая вселенная за вычетом наблюдателя и, отдельно, наблюдатель. Наблюдатель взаимодействует с наблюдаемой вселенной, вселенная эволюционирует во времени, наблюдатель тоже эволюционирует во времени.
Теперь, если мы наблюдателя и вселенную объединим, время сокращается, остается статичная не зависящая от времени волновая функция.
Оно и логично в общем-то. Невозможно наблюдать эволюцию вселенной не взаимодействуя с ней, и невозможно взаимодействовать с ней не являясь её частью.
Ну и в качестве бонуса из этого забавного математического трюка отрастает весьма философский вопрос о природе времени. Современные теории рассматривают время как физическое измерение объединенного пространства-времени. Из описанного же выше построения вытекает, что время является термодинамической характеристикой взаимодействия волновых функций и становится макроскопически наблюдаемым как физическое измерение при достаточно большом количестве взаимодействующих частей. Т.е. чем-то наподобие давления газа в замкнутом сосуде, которое возникает как физическая величина лишь при достаточно большом количестве молекул газа.
Теперь, если мы наблюдателя и вселенную объединим, время сокращается, остается статичная не зависящая от времени волновая функция.
Оно и логично в общем-то. Невозможно наблюдать эволюцию вселенной не взаимодействуя с ней, и невозможно взаимодействовать с ней не являясь её частью.
Ну и в качестве бонуса из этого забавного математического трюка отрастает весьма философский вопрос о природе времени. Современные теории рассматривают время как физическое измерение объединенного пространства-времени. Из описанного же выше построения вытекает, что время является термодинамической характеристикой взаимодействия волновых функций и становится макроскопически наблюдаемым как физическое измерение при достаточно большом количестве взаимодействующих частей. Т.е. чем-то наподобие давления газа в замкнутом сосуде, которое возникает как физическая величина лишь при достаточно большом количестве молекул газа.
Теперь, если мы наблюдателя и вселенную объединим, время сокращается, остается статичная не зависящая от времени волновая функция.Ну вот это не очень понятно. Квантовая механика — это просто эволюция волновой функции во времени (как решение уравнения Шредингера). Никакого наблюдателя для нее не нужно вообще. Зависимость ВФ от времени не зависит от наблюдателя. Но возможно, я что-то не понимаю в аргументе, или он проводится в контексте какой-то хитрой интерпретации квантовой механики.
Может быть, речь об этернализме?
Из описанного же выше построения вытекает, что время является термодинамической характеристикой взаимодействия волновых функций и становится макроскопически наблюдаемым как физическое измерение при достаточно большом количестве взаимодействующих частей.Ну вот это как раз нормально, кстати. В смысле, есть много ученых, которые пытаются рассмотреть эмерджентность времени. Но пока они не очень преуспели в создании полноценной теории. Но я не очень понимаю, как это связано со статичностью Вселенной. Это разговор в разных терминах вообще, и наблюдатель тут тоже не очень важен.
Стрела времени все равно задается начальными условиями в большом взрыве. Поэтому мы уже не можем говорить о чисто статической Вселенной, мне кажется.
Мало опытов, а выводы такие далеко идущие.
А что будет, если второй магнит будет не перпендикулярен первому, но и не параллелен ему?
… Если пропустить их через второй, перпендикулярный магнит, они разделятся в новом направлении...
А что будет, если второй магнит будет не перпендикулярен первому, но и не параллелен ему?
Sign up to leave a comment.
На самом ли деле квантовое измерение уничтожает информацию?