Comments 56
Давайте поясню - для меня физика - это не случайный набор законов. Для меня теория всего - это не какое-то мифическое утверждение, а единственный способ построить согласованную картинку. Все, что есть, не должно нигде и никак ломаться.
У нас есть неравенства Белла и отложенный квантовый ластик, не все модели реальности согласуются с ними, хотя это очень точные эксперименты. Если мы помним информацию о состоянии системы- мы имеем одну картинку. Если мы ретроспективно стерли информацию- картинка поменялась. Реальность получает очень сильные рамки. Она должна быть многомировой.
С многомировой интерпретацией согласуется только картинка про информационный граф. Тогда мы меняя по одному событию можем легко менять огромные пласты реальности. Мы не попадаем в другую Вселенную, а просто поменяли одно событие в прошлом. Дальше квантовое поле, поле описывает набор вероятных событий, но эти события дискретные. Представьте какая избыточность, вместо одной частицы хранить кучу разных вариаций из разных веток.
То есть, если бы материя была более приоритетная над информацией - не важно сколько снимков информации у вас есть или нет - материя на том же месте должна оставаться. В информационной картинке материя вообще не нужна как отдельная сущность. Мы не разделяем материю и информацию о конфигурациях, в которых она может оказаться. Потому что для материи все равно нужна информация со своими свойствами, некоторые на материю накладывают определенные шаблоны поведения. Нет, мы избавляемся от материи как от рудимента. Есть просто информация со своими законами. Некоторые формы информации становятся материей, а некоторые хранятся глубже.
Квантовая информация более интересная штука со своими законами, например мы не можем скопировать состояние, не разрушив его.
Соответственно раз информация для меня выбирается первичной, а все остальное выводится из информации и симметрий, то это наш фундамент.
Далее мы пытаемся подобрать симметрии так, чтобы они не противоречили друг другу и наблюдениям.
Самая непротиворечивая и простая версия группы симметрий, которая описывают нашу Вселенную и будет нашей физикой, из которой нельзя ничего убрать или добавить. Необходимо и достаточно. Это для меня чертовски важное и сильное утверждение.
Все хорошо, но М теория известна уже давно... Но вместо фанфар мы слышим разочарование, что теория струн зашла в тупик и это неправильное направление. Вы можете ответить эту тему?
Если коротко: она зашла в тупик потому, что сама по себе не может объяснить гравитацию, работает на другом уровне. А для теории всего нужно объяснить как гравитация работает. Для этого не хватало одного важного постулата - все есть информация. Я с этого постулата начал - это не очевидно, но связывает теорию струн и гравитацию и закрывает последний вопрос.
Я взял энтропийную теорию гравитации и связал все в одну линейку. Из теории квантовой информации следует вообще все. Это был последний кирпич.
Где тогда крики Вау? У нас есть общая теория всего?
Она теория настолько всего, что описывает слишком много вариантов бытия)
Главное не варианты - иметь один вариант - это вообще-то страшно. А вдруг «не угадали» и что-то не сошлось для жизни. А если это один вариант, то что ограничивает этот вариант сверху и снизу, значит у него есть границы? Что лежит на этих границах?
С другой стороны континуум разных пространств с разными свойствами это удобно - разные «многообразия топологий пространства» дают нам пространство для маневра зародиться в одной из Вселенной.
И зная свойства нашей конфигурации, имея теорию всего - мы можем понять и другие Вселенные. Это же круто!
Какие тогда предсказания относительно природы сингулярности, откуда берутся dimensionless constants of standard model, и что даст эксперимент с тяжёлым котом Шредингера (Гравитация к объекту а суперпозиции)
В статье упоминается анти-де-Ситтер (AdS) - я из него выводил отскоки - т.е. представьте, что когда материя проваливается в черную дыру - с другой стороны это выглядит как то, что создается новая Вселенная со своим пространством. Я пока не формализовал это полностью, но интуиция уже есть, а сингулярности уже нет. Есть очень хорошая склейка теорий у меня на этот счет.
Открытия последних лет (острова Пейджа 2019-2020, JLMS 2016, FLM 2013) показали, что энтропия запутанности буквально порождает уравнения Эйнштейна. Это не было очевидно в 90-е, когда М-теорию сформулировали.
Я просто собрал эти результаты в логическую цепочку: информация → симметрии → поля → струны → голография → геометрия.
"Теория всего" здесь — это не "формула вселенной", а "минимальный путь от квантовой информации к гравитации". С конкретными точками проверки (RT-формула, η/s, кривая Пейджа).
Мы не предсказали новую частицу и не решили проблему космологической постоянной. Но мы объяснили, почему гравитация — это не отдельная сила, а следствие информационных законов. Это сдвиг в понимании, не в экспериментах.
1) Сингулярности:
AdS/CFT показывает, что сингулярность внутри чёрной дыры — это не точка бесконечной плотности, а граница применимости классической геометрии. На квантовом уровне (через RT/HRT) она "размазана" энтропией запутанности.
Но как именно работает bounce (отскок) — это ещё не формализовано строго. Есть toy-модели (например, через "острова"), но для реалистических ЧД в де Ситтере — открыто. Я не буду говорить "у меня есть ответ", если его пока нет в уравнениях, прошедших всю строгую критику.
2) Константы СМ (массы, смешивания):
Частично объяснены через:
Топологию компактификации (какие заряды вообще возможны)
Аномалии (Green-Schwarz механизм)
Swampland-ограничения (запрет глобальных симметрий в QG)
Но точные числа (например, почему масса электрона 0.511 МэВ) — это про выбор вакуума из ландшафта. Открыто. Это честный пробел каркаса.
Струнные теории это пока объясняют так, что "все возможно, конкретно в нашей локальной Вселенной так пересеклись М-браны, по этому есть бесконечное множество вселенных, не противоречащих нашей теории, которые имеют другие конфигурации вакуума" -- это нормально. Не все числа магические. У меня есть интуиция -- что все Вселенные вложены как матрешки, а магические числа нашего вакуума определены кластером на поверхности черной дыры, откуда рождается наша вселенная. Я это попробую формализовать в следующих статьях цикла (всего их будет 4 штуки).
3) Эксперимент с тяжёлым котом (гравитация + суперпозиция):
Предсказания зависят от модели:
Если гравитация — чисто классическая (ОТО), суперпозиция сохраняется, но декогерирует от окружения
Если есть гравитационно-индуцированный коллапс (Diósi-Penrose), суперпозиция разрушается на масштабе τ ~ ℏ/(ΔE_grav)
В моём каркасе (гравитация из энтропии запутанности) — второй вариант более естественен, но конкретное уравнение коллапса нужно выводить из RT/JLMS для макрообъектов. Это можно проверить в оптомеханике (левитированные наночастицы).
Короче: сингулярности — частично понятны через голографию, но не до конца. Константы СМ — частично. Кот — предсказание есть, но ждём эксперимента.
Я не претендую на "всё решено". Но показываю, как эти вопросы встроены в информационный каркас и где искать ответы.
Как приверженец мультеверса я не имею проблем с объяснением "так получилось в нашей ветке". Но теория должна обозначить пространство возможных конфигураций. Например, формула Койде - следствие уравнений теории или "так получилось"?
Возможно что такие вещи не просчитать (те же проблемы что и с цветным взаимодействием, sign problem). Но тогда у нас nightmare scenario - теория типо верна но не имеет предсказательной силы
Я подумаю над этим, вероятно, этот вопрос достоин отдельной статьи.... я это уже научился хорошо визуализировать как граф событий, где "мультиверсы" не сразу разделяются на части, а постепенно расходятся между собой... обычная квантовая физика, кстати, этот вопрос не описывает совершенно ) это только интерпретация, а там, в этом процессе, может рождаться что-то интересное даже =)
Поясните по проще мне как дилетанту : почему оказалось возможным что бы из энергии обязательно возникала квантовая частица или другой квантовый материальный объект например вакуум и главное какие именно материальные условия необходимы что бы это происходило ??
Так работает теория поля, в статье это разбирается.
Почему энергия превращается в частицы?
Представьте, что "пустое" пространство — это не абсолютная пустота, а океан квантовых полей (электронное поле, фотонное поле и т.д.). Они везде, даже в вакууме.
Когда вы вкладываете энергию (например, сталкиваете частицы на коллайдере), вы "возбуждаете" эти поля — как бросаете камень в воду и получаете волну. Эти возбуждения мы и называем "частицами".
Ключевая идея: частица — это не "шарик материи", а локальное возбуждение поля. Энергия E связана с массой m через E=mc². Если энергии достаточно для создания пары частица-античастица (2mc²), поле может "родить" их из флуктуации.
Какие условия нужны?
Достаточно энергии: E ≥ 2mc² (для пары)
Сохранение законов: заряда, импульса, момента
Локальность: процесс происходит в точке взаимодействия
Простой пример:
Два фотона (чистая энергия, нет массы покоя) сталкиваются с энергией больше 1.022 МэВ → появляется пара электрон-позитрон. Фотонное поле "передало возбуждение" электронному полю.
Почему это обязательно?
В квантовом мире запрещено "держать энергию взаперти". Соотношение неопределённостей ΔE·Δt ≥ ℏ говорит: на короткое время Δt можно "занять" энергию ΔE. Поля постоянно флуктуируют — рождают и поглощают виртуальные частицы. Если добавить реальную энергию, виртуальные становятся реальными.
Связь со статьёй:
В главе 4 я разбираю, как интеграл по путям ∫𝒟Φ e^(iS/ℏ) математически описывает все возможные флуктуации поля. Но интуитивно — думайте про "океан полей", а частицы — это волны на нём.
Я не понимаю посыла статьи... То вы рассказываете о законах физики, то о современных физических гипотезах, то оборачиваете это как формулировку "теории всего"... Как её расценивать? Почем тогда уж до кучи твисторную теорию не упомянули, раз уж на Пеноруза ссылались...
Только у меня возникает когнитивный диссонанс при прочтении статьи с заголовком "Теория всего." встреча фразы:
Но реальность такова, что все великие открытия уже сделаны.
Вот это вот откуда известно:
Открыть что-то уровня общей теории относительности уже невозможно.
У вас прямая телефонная связь с небесной канцелярией? Максу Планку в юности, помнится мне, говорили нечто подобное))
Вы можете сформулировать "из чего возник Большой взрыв"? Или это просто очень длинный пересказ уилеровского it from bit?
Причинность + симметрии = все остальное в физике
В статье берется база и выводится все остальное просто добавляется последовательно то, что объединяет и квантовую физику, и теорию струн и квантовую гравитацию через энтропию (информацию) - то есть - это сборка всех передовых теорий на одном фреймворке, показываем, что нигде эта цепочка рассуждений не рвется.
Раз она с базовых основ покрывает всю физику - причинность есть основа всей физики. Кроме квантовой информации ничего не требует. Ответ был на поверхности, сейчас это становится мейнстримом. Нет не закрытых вопросов.
В статье берется база и выводится все остальное просто добавляется последовательно то, что объединяет и квантовую физику, и теорию струн и квантовую гравитацию через энтропию (информацию) - то есть - это сборка всех передовых теорий на одном фреймворке, показываем, что нигде эта цепочка рассуждений не рвется.
Т.е. вы просто переобозвали физические концепции как "информацию"? Суть при этом не меняется (даже законы!) - меняется только терминология. А в чём, позвольте спросить, тогда смысл?
Нет не закрытых вопросов.
Серьёзно? В "великое объединение" (под этим, кстати, чаще подразумевают "теорию всего") уже вписали сильное взаимодействие? Про онтологический статус гравитации я уж молчу... Хотя вы и утрируете - кроме квантовой информации ничего не требует - действительно - сущая мелочь же))
С сингулярностями вопросы порешали? С тёмной энергией? Почему "энтропия", в зависимости от концепта и масштаба может вести себя противоположным образом?
Вообще ничего не порешали! Есть просто ряд математических моделей с той или иной степенью погрешности предполагающих(!) интерпретацию физических явлений...
Как можно поменять законы физики? Мне такого способа не известно. Я просто показываю, что нет странностей в квантовой физике, нет дуализма - реальность в разных точках не локальна, у нас при измерении мы получает коллапс волновой функции через информацию, наличие или отсутствие информации о каком-то событии меняет физику этого события.
Информация - ключ к ответу на все вопросы. Когда мы выводим все физические законы из этой простой основы - мы уже создаем все инструменты для того, чтобы вывести все остальное по той же индукции.
Если информация лежит в основе - искать другие основания не требуется, это и есть основа всего - и времени, и пространства, и гравитации, и взаимодействий.
Как можно поменять законы физики? Мне такого способа не известно.
Хм... Дайте-ка подумать... Может как Эйнштейн поменял их для ньютоновской механики? ;)
Я просто показываю, что нет странностей в квантовой физике, нет дуализма - реальность в разных точках не локальна, у нас при измерении мы получает коллапс волновой функции через информацию, наличие или отсутствие информации о каком-то событии меняет физику этого события.
У вас нет странностей (на самом деле их ведь дофигища!) в математической модели квантовой физики. Которую, кстати, именно в таком контексте надо называть "волновой" ;) А если пространство-время действительно квантуется?
И что у вас там на масштабах ниже планковских? "Чистая энтропия"?))
Пространство и время совершенно определенно квантуются, вся физика дискретна, включая все события - поля состоят из вариации частиц, но эти вариации тоже дискретные. В этом и есть суть информационной квантовой физики- мы не храним никаких дробей - у нас все состояния дискретные - дальше мы создаем математику от этого уровня и поднимаемся вверх применяя всю мощь дискретной алгебры, так и получается вся физика.
вся физика дискретна
Только весь мат.аппарат квантовой физики оперирует в основном волновыми функциями. Вот тут у меня и возникает когнитивный диссонанс - вы ссылаетесь на современную КМ и постулируете что её законы - это следствие дискретного "информационного начала". Так получается мат.аппарат в КМ несоответствующий (об этом много разговоров)? А значит в физике навалом ещё чего открывать - как минимум все волновые функции надо переписать в виде дискретных и запихнуть их в непротиворечивую модель...
Давайте по простому - допустим вы строите на завтра свои планы и выбираете между разными вариантами событий, думаете куда завтра пойти в 12:00 - у вас есть несколько вариантов и вы условно имеете счетчик - столько-то раз выберете один вариант, столько-то другой.
Но каждый вариант дискретен, как и вы. Если мы вас измеряем в 12:00 завтра в это время вы будете или в одном положении или в другом но не в их смеси.
Если берем многомировую интерпретацию - вы завтра будете не в одной точке - в каждой ветке реальности вы выберете один из вариантов, но счетчик этих вариантов дискретный как и вы сами - множество ваших выборов создает поле. Вы в определенный момент времени локализуетесь в определенной точке этого вашего персонального поля. Нет никаких волн.
Давайте по простому
Это не "по простому" - это переход к конкретному концепту мультиверса. Вы именно его имели в виду?))
Вы в определенный момент времени локализуетесь в определенной точке этого вашего персонального поля. Нет никаких волн.
Есть. Вот этот выбор из множества дискретных вариантов описывается как раз волновой функцией. Вопрос - откуда она там берётся? Не упускаете ли вы из виду какие-то более фундаментальные принципы, которые управляют этим "дискретным рандомом"?
Смотрите, я хочу пояснить один важный момент -- я использую инструменты, которые не противоречат квантовой физике, однако несколько иначе ее интерпретируют.
Для меня "информационная интерпретация квантовой механики" заключается конкретно в некоторых тезисах. Обычно термин "декогеренция" противоречит концепции многомировой Вселенной. Для меня "многомировая" -- разный набор событий, но эти же ровно наборы событий по разному проецируются на каждую точку в том же пространстве. Представьте монжество частиц со множествами состояний, когда они между собой взаимодействуют возникает что-то вроде событийно-графовой онтологии реальности. Но каждая декогеренция при событии создает две ветки локальной реальности для частицы, по этому эти онтологии немного отличаются в том же самом пространстве для тех же частиц (одна частица имеет несколько версий в разных реальностях с той же историей, но разными результатами декогеренции).
Для меня это "меняет все" -- потому что в этом случае мы говорим не об одной дискретной частице, а о некотором "поле" дискретных частиц, и в этом поле есть множество частиц на разных слоях. Информация тут является движущей силой -- она из поля частиц вытаскивает информацию о конкретной частице. Если мы проводим измерение, мы, по сути, получаем отображение множества версий частицы в поле на множество результатов измерений ... получаются ветки в онтологическом графе, по этому "противоречий" у меня нет, а информация это движущая сила в этом процессе...
Или более красиво и разборчиво:
Моя позиция: информационно-слоистая онтология
Представьте: не одна частица выбирает между состояниями, а множество версий этой частицы существует одновременно — но на разных "слоях" реальности в том же пространстве.
Как это работает:
Каждое событие (декогеренция) создаёт ветвление — не "выбор одной ветки", а появление двух (или более) слоёв локальной реальности для этой частицы.
Все слои существуют в том же пространстве, но с разной информацией. Одна частица → множество версий на разных слоях → образуют "поле возможностей".
Измерение = проекция этого поля на конкретный результат. Информация — движущая сила, которая "вытаскивает" одну версию из множества.
Волновая функция — не описание "одной размазанной частицы", а карта вероятностей извлечения конкретной версии из поля слоёв.
Почему "нет волн" в моём смысле:
Потому что я не рассматриваю частицу как "размазанную непрерывную субстанцию". Есть дискретные версии частицы на дискретных слоях, а континуальность волновой функции — это математическое описание континуума способов извлечь информацию из этого дискретного множества.
Связь с событийно-графовой онтологией:
Граф событий = граф ветвлений. Каждый узел графа — событие декогеренции, которое создаёт новые слои. История частицы = путь по этому графу. Множество путей → континуум амплитуд в волновой функции.
Чем это отличается от стандартных интерпретаций:
Копенгагенская: коллапс = выбор одной ветки. У меня: нет коллапса, есть проекция через информацию.
Эверетта (MWI): миры физически расщепляются. У меня: слои сосуществуют в том же пространстве, различаясь информацией.
Декогеренция (стандартная): классические корреляции подавляют интерференцию. У меня: декогеренция = ветвление слоёв, интерференция теряется между слоями, но сохраняется внутри каждого.
Отвечаю на ваш вопрос "откуда волновая функция":
Фундаментально: граф событий + правила ветвления (унитарность, причинность).
Эффективно: волновая функция = суперпозиция по всем слоям (путям графа).
Измеримо: правило Борна |ψ|² = вероятность извлечь информацию о конкретном слое.
Что управляет "дискретным рандомом":
Информация. Точнее — операционные правила квантовой информации (линейность, композиционность, причинность). Они однозначно приводят к гильбертову формализму (Hardy, Chiribella). Правило Борна — следствие этих аксиом + требование воспроизводимости.
Почему это важно для "теории всего":
Потому что в этой интерпретации информация — не эпифеномен, а онтологически фундаментальная сущность. Она определяет, какой слой реальности мы наблюдаем. А через RT/JLMS оказывается, что информация (энтропия запутанности) буквально порождает геометрию пространства-времени.
Граф событий → слои реальности → информационная проекция → геометрия. Это и есть "информация → гравитация".
Если одной фразой - у вас интерференция разворачивает каждое состояние суперпозиции в свою ветку графа?
А не слишком ли сложный граф получается? ;)
Есть же уйма событий происходящих в одно время - и все они должны быть синхронизированы между собой - иначе причинность поломается...
Может быть стоит ещё проще - квантовым рандомом управляет пятое, информационное взаимодействие? ;)
Что за уйма событий, которые должны быть синхронизированы? Каждое событие - создает отдельную ветку реальности. Да, это много для человеческого представления, но совершенно нормальная ситуация для бесконечной многомировой Вселенной - кто ей запрещает?
Эмм... Ну т.е. берём квантовый ансамбль частиц, где каждой из них плевать на то что с остальными? Сдаётся мне, в физике это сейчас немного не так работает ;)
Ну и про оптимизацию "вычислительного аппарата Вселенной" тоже забывать не стоит - многие критикуют даже суть интерференции как раз за эту избыточную "вычислительную мощность"...
Давайте поясню - для меня физика - это не случайный набор законов. Для меня теория всего - это не какое-то мифическое утверждение, а единственный способ построить согласованную картинку. Все, что есть, не должно нигде и никак ломаться.
У нас есть неравенства Белла и отложенный квантовый ластик, не все модели реальности согласуются с ними, хотя это очень точные эксперименты. Если мы помним информацию о состоянии системы- мы имеем одну картинку. Если мы ретроспективно стерли информацию- картинка поменялась. Реальность получает очень сильные рамки. Она должна быть многомировой.
С многомировой интерпретацией согласуется только картинка про информационный граф. Тогда мы меняя по одному событию можем легко менять огромные пласты реальности. Мы не попадаем в другую Вселенную, а просто поменяли одно событие в прошлом. Дальше квантовое поле, поле описывает набор вероятных событий, но эти события дискретные. Представьте какая избыточность, вместо одной частицы хранить кучу разных вариаций из разных веток.
То есть, если бы материя была более приоритетная над информацией - не важно сколько снимков информации у вас есть или нет - материя на том же месте должна оставаться. В информационной картинке материя вообще не нужна как отдельная сущность. Мы не разделяем материю и информацию о конфигурациях, в которых она может оказаться. Потому что для материи все равно нужна информация со своими свойствами, некоторые на материю накладывают определенные шаблоны поведения. Нет, мы избавляемся от материи как от рудимента. Есть просто информация со своими законами. Некоторые формы информации становятся материей, а некоторые хранятся глубже.
Квантовая информация более интересная штука со своими законами, например мы не можем скопировать состояние, не разрушив его.
Соответственно раз информация для меня выбирается первичной, а все остальное выводится из информации и симметрий, то это наш фундамент.
Далее мы пытаемся подобрать симметрии так, чтобы они не противоречили друг другу и наблюдениям.
Самая непротиворечивая и простая версия группы симметрий, которая описывают нашу Вселенную и будет нашей физикой, из которой нельзя ничего убрать или добавить. Необходимо и достаточно. Это для меня чертовски важное и сильное утверждение.
А) Автор пишет: " Важно: волны вы не «видели» " - это действительно важно, важно также, что:
1. Никто толком не объяснил из чего состоят волны - что является их субстанций? (Эфира-то нема.)
2. Само существование волн корректно не доказано. (Полосы могут быть оттого, что один поток квантов света, в силу некоторых причин, разбивается на несколько потоков квантов света, как например, при двойном лучепреломлении или при прохождении через треугольную призму.)
Б) Это текст про арифметику, почти уходящую в философию. Позитивная физика - это когда определяется объект и предмет исследования, описываются присущие объекту свойства (по которым он идентифицируется), описываются приборы, которыми измеряются эти свойства. По результатам измерений описывается характер (закономерности) взаимодействия объектов или характеристики процессов - здесь ("в конце пути") и используется арифметика. (Капица: Физика - это измерения.)
У автора нет определений исследуемых объектов и нет измерений.
В статье есть «объяснение волн», никакого эфира для этого не требуется.
farh-i, отличные вопросы! Они касаются сердца моей интерпретации. Давайте разберу по пунктам:
А1) Из чего состоят волны, если нет эфира?
Волны не состоят ни из чего — потому что волн как субстанции нет. Есть математический объект — волновая функция ψ(x), которая является картой вероятностей обнаружения дискретного события (клика детектора).
В моей интерпретации:
Фундаментально: множество дискретных версий частицы на разных информационных слоях
Волновая функция = описание континуума способов извлечь информацию из этого множества
"Волна" = не материальная субстанция, а распределение вероятностей по слоям
Субстанция здесь — информация. Она определяет, какую версию частицы (из какого слоя) мы зафиксируем.
А2) Полосы могут быть от разбиения потока?
Нет, и вот почему — есть решающий эксперимент:
Двухщелевой опыт с одиночными фотонами (Grangier, Roger, Aspect, 1986; позже повторяли многократно):
Источник испускает по одному фотону
Каждый фотон даёт один клик на экране (частица!)
Но накопление тысяч кликов → полосы (волна!)
Если бы полосы были от "разбиения потока", то один фотон не мог бы дать интерференцию. А он даёт — с самим собой, точнее, с континуумом своих путей.
Математически:
Если бы это было "разбиение потока", вероятность была бы: p(x) = p₁(x) + p₂(x)
Но наблюдаем: p(x) = |ψ₁(x) + ψ₂(x)|² = p₁ + p₂ + 2Re(ψ₁*ψ₂)
Интерференционный член 2Re(ψ₁*ψ₂) — это не "разбиение частиц", а сложение амплитуд (комплексных чисел с фазами).
В моей интерпретации:
Один фотон существует на множестве слоёв одновременно. Каждый слой = версия прохождения (через щель 1, через щель 2, через обе...). При измерении информация проецирует все эти версии на одно событие (клик). Полосы = статистика проекций с учётом фаз между слоями.
Вот чисто понятийная таблица для сравнения:
| Аспект | Стандартная КМ | Наша формулировка | Противоречие? |
|--------------------------|----------------------|-------------------------|---------------|
| Дискретность событий | Да (клики детектора) | Да (узлы графа) | ✅ НЕТ |
| Континуальность амплитуд | Да (ψ ∈ ℂ) | Да (фазы слоёв) | ✅ НЕТ |
| Суперпозиция | |ψ⟩ = Σ c_i|i⟩ | Множество слоёв | ✅ НЕТ |
| Интерференция | 2Re(ψ₁*ψ₂) | Фазы между слоями | ✅ НЕТ |
| Измерение | Правило Борна | Информационная проекция | ✅ НЕТ |
| Статистика | Ансамбль | Статистика проекций | ✅ НЕТ |
Но есть ньюанс -- у нас события дискретные, информация первичная и позволяет описать многомировую реальность (как разделение графа событий), и возможно обогащает некоторые другие части, где информационная парадигма позволяет добавить, а не сломать.. т.е. в статье я показал, что информационная модель позволяет вывести всю физику, при этом нигде ей не противоречит.
Б) Про "философию vs позитивную физику"
Справедливая критика. Давайте конкретику:
Определение объектов:
Событие: клик детектора, трек в камере — дискретный факт
Состояние: вектор |ψ⟩ в гильбертовом пространстве ℋ
Измерение: POVM {E_i}, Σ E_i = 𝕀
Вероятность: p(i) = tr(ρ E_i)
Измерения (проверяемые следствия):
RT-формула: S(A) = Area(γ_A)/(4G_N)
Тестируют в холодных атомах (MIT, 2019), фотонных чипах
Измеряют: энтропию запутанности vs геометрию сети
η/s = 1/(4π) для QGP
Измерено на RHIC (2005), LHC (2010)
Предсказано из AdS/CFT (Policastro–Son–Starinets, 2001)
Кривая Пейджа для испаряющихся ЧД
QES-формула (2019-2020)
Численно тестируют в toy-моделях (JT-гравитация)
Квантовый предел хаоса: λ_L ≤ 2πT/ℏ
Измеряют в чёрных дырах (shadows), странных металлах
Следует из голографии
Приборы:
Квантовые симуляторы (холодные атомы, ионные ловушки)
Коллайдеры (RHIC, LHC) для QGP
Оптомеханика (левитированные наночастицы) для гравитационной декогеренции
Процессы:
Запутанность → площадь (RT)
Сильная связь → классическая геометрия (AdS/CFT)
Декогеренция → ветвление слоёв реальности
Итого:
Волны — не субстанция, а математическое описание проекции дискретных слоёв реальности. Полосы — доказательство интерференции амплитуд, не разбиения потока (эксперимент с
одиночными фотонами решает это). Физика здесь позитивная — есть измерения RT, η/s, кривая Пейджа.
Спасибо за критику — она помогает уточнить границы!
Итак, в физике мы различаем две вещи. Первая — события (регистрации, клики, треки). Они дискретны: каждое попадание существует как факт. Вторая — правила, по которым складываются шансы этих событий.
Хорошо, мы постулировали события и правила. Давайте сразу разберём примеры:
F=ma - какие события и правила здесь есть?
Идеальный газ с точки зрения событий и правил
Расстояние, время, скорость...
Читайте дальше пожалуйста 🙏 🙂
1) F = ma — события и правила
События:
Измерение положения тела в момент t₁: x₁ (клик детектора координаты)
Измерение положения в момент t₂: x₂
Измерение положения в момент t₃: x₃
...дискретная последовательность
Правила (информационный уровень):
Из последовательности {x₁, x₂, x₃, ...} извлекаем информацию о скорости: v ≈ (x₂ - x₁)/(t₂ - t₁)
Из изменения скорости → информация об ускорении: a ≈ Δv/Δt
F = ma — это правило связи между информацией о массе (инвариант системы) и информацией об ускорении
Классический предел:
Когда событий очень много и интервалы малы → непрерывная траектория x(t). Но фундаментально: дискретные измерения → информация → закон движения.
Связь с квантовым:
В КМ событие = коллапс волновой функции в собственное состояние координаты. Множество таких событий на разных слоях реальности → континуальная волновая функция ψ(x,t).
Классика = предел ℏ→0, когда декогеренция мгновенна и слои не интерферируют.
2) Идеальный газ
События:
Соударение молекулы со стенкой → передача импульса (дискретное событие)
Каждое соударение: Δp = 2mv (v — скорость молекулы)
Множество соударений → давление P
Правила (статистические):
Информация о системе: N молекул, объём V, температура T
Температура T — мера средней кинетической энергии: ⟨E_kin⟩ = (3/2)kT
Давление P = (N⟨Δp⟩)/(V·Δt) → статистика дискретных ударов
Информационная энтропия:
S = k ln Ω (Больцман)
где Ω — число микросостояний (способов распределить молекулы).
Ключевое:
Идеальный газ = статистика дискретных событий (соударений). PV = NkT — правило связи макроинформации (P, V, T) с микроинформацией (число молекул, энергия).
3) Расстояние, время, скорость
События:
Клик часов в точке A: событие₁
Клик часов в точке B: событие₂
Расстояние = информация о числе стержней (метров) между A и B
Время = информация о числе тиков часов между событиями
Правила:
Скорость v = (информация о расстоянии) / (информация о времени)
В СТО: пространство и время смешиваются преобразованиями Лоренца
В ОТО: геометрия (расстояния) → информация об энергии-импульсе через уравнения Эйнштейна
Информационный взгляд (связь со статьёй):
В главе 9 показано: геометрия (расстояния, метрика) = способ кодирования квантовой запутанности.
RT-формула: S(A) = Area/(4G) — энтропия запутанности определяет площадь
Расстояние в AdS ↔ масштаб энергии в CFT
Глубже:
Причинные множества (Causal Set Theory, Sorkin): фундаментально → дискретный граф событий с частичным порядком (причинность). Континуальная геометрия (расстояния, метрика) —
эффективное описание этого графа.
Общий паттерн:
Дискретные события
↓
Извлечение информации (измерения, статистика)
↓
Правила связи информации (законы физики)
↓
Классический предел (много событий → континуум)
Ключевой тезис статьи:
Информация первична. События дискретны. Правила (законы физики) — это согласованные способы обрабатывать информацию о событиях.
КМ: правило Борна |ψ|² связывает амплитуды (информация о слоях) с вероятностями событий
Классическая механика: F=ma, PV=NkT — правила в пределе, где квантовые эффекты (интерференция слоёв) исчезают
ОТО: геометрия (g_μν) — способ кодировать информацию о запутанности (RT/JLMS)
Нигде информационная парадигма не ломает физику — она показывает, что все законы можно вывести из согласованности операций с информацией + требование причинности +
симметрии.
Это и есть смысл фразы "информация → вся физика": не "переименовали", а показали единый фундамент, из которого всё следует.
P.S. Ключевой момент: информационная парадигма нигде не противоречит стандартной физике (F=ma, PV=nRT, уравнения Максвелла, Эйнштейна). Она показывает их единый фундамент: согласованные правила обработки информации о дискретных событиях с учётом причинности и симметрий.
Это не "новая физика", а новый взгляд на фундамент, который:
Объясняет, почему эти законы именно такие
Даёт инструменты для квантовой гравитации (RT/JLMS)
Позволяет тестировать (квантовые симуляторы, η/s для QGP)
События дискретны → информация первична → многомировая реальность (граф событий) → континуальные законы (статистика проекций). Нигде не ломаем, везде обогащаем пониманием.
Спасибо, видно, что огромный труд проделан для написания статьи. Это прям дорожная карта по изучению современной физики с точки зрения каких-то первых принципов и логики.
Правда, порой переходы мысли между темами или внутри нее скачут, и нить повествования теряется. То есть, если уже знаешь, хотя бы примерно что и как, то все понятно. Лично я пока сам прошел путь в изучении физики только до локальной инвариантности и ктп, поэтому переход к струнам и дальнейшие штуки пока вне понимания, зато до этого момента все достаточно ясно. Но зато понятно каким путем идти дальше. Еще раз спасибо
Вам спасибо большое за внимание к этой теме и ее изучении. По поводу резких переходов - представьте лабиринт, где куча поворотов и тупиков. Пока весь пройдешь и изучишь- уходит много времени, чаще больше жизни, по этому чтобы некоторые путники не сбились с пути и могли идти дальше надо им дать карту как пройти до фактического горизонта современной физики и где сейчас она переходит в точку неопределенности, собственно статья писалась с этой целью- посмотрите какой нетривиальный путь и как много еще предстоит пройти. Чтобы двигаться дальше надо протоптать тропинку и потом проложить шоссе. Тут любое внимание будет полезным. Кроме того мир физики характеризуется правильной оптикой и кучей разных альтернативных теорий. Чтобы не плодить лишнего, теоретические физики из всех подходов выбрали самые эффективные инструменты- инварианты, симметрии и конкретные математические аппараты. Это на самом деле как пересесть на велосипед- бывает полезнее. По этому наша задача - чтобы как можно больше людей приблизились к современному пониманию.
я не физик и даже не лирик. Пастернака не читал. но ... как-то все это странно сложно. Вот это вот, "современное понимание" - все чаще выглядит непонятно даже для самих авторов. Т.е. впечатления что это "Птолемеевские эпициклы". Плюсовать не буду (не читал), минусовать тоже ))
как-то все это странно сложно
Наоборот, там минимально простые структуры всегда. Эти структуры сложно "осознать" - они порой слишком абстракты. Но удивительным образом хорошо описывают физику. А чтобы эти структуры стали менее сложными, и надо "читать Пастернаков".
Вот есть эксперименты со спектральными линиями атома и двухщелевой опыт. Минимальная математическая структура, правильно объясняющая эти 2 опыта - вектор (из-за суперпозиции, это должен быть линейный объект -> объясняет интерференционную картину в двухщелевом опыте), состоящий из комплексных чисел (из-за "фазовости" -> объясняет паттерн линий в двухщелевом опыте), живущий в гильбертовом пространстве. Квантовая механика говорит, что любое измерение возможно только при взаимодействии - нельзя "увидеть" летящий фотон - с ним нужно провзаимодействовать. То есть, любая информация о системе передаётся через обмен энергией, импульсом и т.п. И надо уметь это описать, потому что акт измерения встраивается в динамику системы. Опять же, тут минимальный объект, который можно на эту роль взять - линейный оператор. Он меняет вектор, который описывает состояния, а еще у него есть спектр - а это объясняет дискретность некоторых значений. Это свойство объясняет дискретность атомного спектра, или разделение пучков электронов в эксперименте Штерна-Герлаха.
Ну или мы заметили, что скорость света как-будто всегда одинакова, вне зависимости от нашей скорости. Этот факт математически выражается самой простой структурой, которая может его описать - метрика Минковского. А потом выясняется, что из-за своих свойств этой метрики у частиц должны обнаружиться их антиподы. И их реально находят в эксперименте! То есть простой физический факт - есть одна абсолютная максимальная скорость (мы ее скорость света называем), и она всегда одинакова. Из него путем "сложных" (на самом деле не очень) математических штук - типа спиноров, матриц - мы предсказали другой физический факт - есть частица с массой как электрон, но с положительным зарядом.
Ну и так далее. Берем физические факты, ищем структуры, которые эти факты описывают. Иногда это знакомые вещи, типа чисел и функций. Иногда вот что-то посложнее.
выглядит непонятно даже для самих авторов
Зря вы за авторов додумываете
Там просто очень сложная "клинопись")) Интуитивно и образно это довольно понятно. Вся сложность начинается на этапе формализации... Математическая символика и семантика хаотична, многозначна, визуально "грязна" - им давно не хватает уже всех букв всех алфавитов, поэтому в ход идут верхние и нижние индексы со всех сторон (а иногда и их лесенки) и т.п. и при этом все равно сохраняется неопределённость или разночтение)) Плюс это всячески охраняется "духом и традициями академизма", до сих пор превращаясь в "сакрализацию знания"...
Спасибо за обьемную статью!
В тоже время задам ряд вопросов:
Почему вы считаете, что информация является более фундаментальной, чем геометрия, если сама информация требует носителя (поля, пространства-времени)?
Как ваша схема объясняет нелокальность квантовых корреляций (например, нарушения неравенств Белла)?
Почему группа Пуанкаре и стандартные калибровочные группы (SU(3)×SU(2)×U(1)) выбраны природой, а не другие?.
Как ваша теория объясняет нарушение CP-инвариантности или иерархию масс фермионов?
Как быть с проблемой ландшафта струнных теорий (~10⁵⁰⁰ вселенных)? Есть ли у вас критерий выбора нашей вселенной?
Почему в струнных теориях до сих пор не предсказана низкоэнергетическая физика (например, масса топ-кварка или угол CP-нарушения)?
Как вы предлагаете применить голографический принцип к реальной Вселенной (де Ситтеру), где нет асимптотической границы?
Какие конкретные экспериментальные тесты (кроме кварк-глюонной плазмы) могут подтвердить или опровергнуть AdS/CFT?
Все ли используемые вами формулы (например, алгебра Виразоро, условие c=0) являются достаточными условиями непротиворечивости, или есть необходимые, но невыполненные?
Как вы учитывайте в своей схеме квантовые поправки к уравнениям Эйнштейна, которые могут нарушить голографическое соответствие?
Polunochnik, спасибо за профессиональные вопросы! Отвечу максимально честно и технически точно.
1. Почему информация фундаментальнее геометрии, если требует носителя?
Строгий ответ: в AdS/CFT граничная CFT (без геометрии) полностью определяет bulk геометрию через словарь GKPW. Математически:
Z_CFT[J] = Z_grav[φ₀ = J на границе]
Геометрия восстанавливается из энтропии запутанности через RT/HRT:
Метрика g_μν извлекается из модульных гамильтонианов K_A (JLMS, 2016)
Связности → из относительной энтропии S(ρ||σ) (Lashkari et al., 2016)
Носитель: гильбертово пространство ℋ_CFT достаточно. Геометрия — эмерджентна.
2. Нелокальность и неравенства Белла
В моём каркасе: нелокальность = корреляции между слоями реальности.
Формально: для запутанного состояния |ψ⟩_AB = Σc_i|i⟩_A|i⟩_B слои коррелированы глобально. При измерении A → проекция на слой i → мгновенно фиксирует B в том же слое.
Нарушение Белла: CHSH ≤ 2 (классика), ≤ 2√2 (квантовая). В слоистой картине: классические корреляции внутри слоя, квантовые — между слоями.
Ссылка: согласуется с relational interpretation (Rovelli) и QBism (Fuchs).
3. Почему именно Пуанкаре и SU(3)×SU(2)×U(1)?
Честный ответ: не знаем полностью.
Частичные ответы:
Пуанкаре: следует из операционных аксиом + 3+1 измерения (но почему 3+1? Антропный принцип? Weak gravity conjecture?)
Калибровочные группы: из струнных компактификаций получаем ограниченный набор (аномалии, tadpole cancellation). Но выбор вакуума — открыт.
Работы: Vafa (swampland conjectures), Ooguri-Vafa (2007) — ограничения из квантовой гравитации.
4. CP-нарушение и иерархия масс
CP-нарушение:
В СМ: фаза в CKM-матрице
В струнах: комплексные модули компактификации → CP-нарушающие юкавские связи
Количественно: зависит от выбора вакуума (открыто)
Иерархия масс:
Частично: из геометрии компактификации (волновые функции на extra dimensions)
Модели: warped geometries (Randall-Sundrum), F-theory GUTs
Полностью не решено
Ссылка: Heckman-Vafa (2009), F-theory phenomenology.
5. Ландшафт 10⁵⁰⁰ вакуумов
Честно: критерия выбора нет.
Попытки:
Антропный принцип (Weinberg, Susskind)
Swampland criteria (Vafa): большинство вакуумов несовместимы с квантовой гравитацией
Computational complexity (Denef-Douglas): типичные вакуумы NP-hard для поиска
Моя гипотеза (не доказана): параметры нашего вакуума определены квантовыми числами родительской ЧД (если Вселенная внутри ЧД -- модель матрешки). Но это не более чем интуиция. Я хочу эту интуицию довести до рабочего момента.
6. Почему струны не предсказывают низкоэнергетическую физику?
Техническая причина: модули стабилизации.
Проблема: слишком много модулей (форма Calabi-Yau, положения бран, потоки). Каждый влияет на юкавские связи и массы. Без принципа выбора — континуум возможностей.
Прогресс: KKLT, large volume scenarios фиксируют некоторые модули. Но не все.
7. Голография в де Ситтере
Открытая проблема.
Попытки:
dS/CFT (Strominger): CFT на будущей бесконечности ℐ⁺. Но евклидово продолжение проблематично
FRW/CFT (Freivogel et al.): голография для космологических пространств
Острова в космологии (Bousso-Shaghoulian): частичный прогресс
Честно: полной dS-голографии нет. Это gap в каркасе. Работы ведутся.
8. Экспериментальные тесты AdS/CFT (кроме QGP)
Конкретные тесты:
a) Странные металлы: линейное сопротивление ρ ~ T (не T² как у Ферми-жидкости). Предсказано из AdS₂/CFT₁
b) Квантовый хаос: λ_L ≤ 2πT/ℏ (MSS bound). Тестируют в SYK-модели, чёрных дырах
c) Квантовые симуляторы:
- Тензорные сети как дискретный AdS (Swingle, Pastawski)
- Проверка RT-формулы в холодных атомах (готовится)
d) Космология: если найдём сигнатуры AdS-bubbles в CMB — прямой тест
9. Достаточность условий непротиворечивости
c_total = 0 — необходимое, но НЕ достаточное.
Дополнительные условия:
Модульная инвариантность на торе
Отсутствие тахионов после GSO
Tadpole cancellation для D-бран
Аномалии Green-Schwarz
Для полной непротиворечивости: нужна nilpotency BRST-заряда Q² = 0 во всех порядках. Доказано только пертурбативно.
10. Квантовые поправки к голографии
Учитываются через:
1/N-разложение в CFT ↔ ℏ-разложение в gravity:
Leading: N² ↔ классическая супергравитация
Subleading: N⁰ ↔ 1-loop квантовая гравитация
Формула RT обобщается: S = (Area + δArea_quantum)/(4G)
Работы: Engelhardt-Wall (2014) — quantum extremal surfaces.
Проблема: непертурбативные эффекты (инстантоны, браны) — не полностью под контролем.
ИТОГОВАЯ ЧЕСТНОСТЬ:
Что работает:
AdS/CFT математически строга в определённых пределах
RT/JLMS/QES решают конкретные парадоксы
Есть экспериментальные подтверждения (η/s, странные металлы)
Что открыто:
dS-голография
Выбор вакуума
CP-нарушение и массы (количественно)
Непертурбативная струнная теория
Мой каркас — это framework для организации известного + программа исследований. Не финальная теория.
Спасибо за профессиональную критику — именно такие вопросы двигают понимание вперёд!
Поясню по ответу выше — я такой же исследователь, как и вы, мы можем уверенно говорить про те вещи, которые уже достаточно изучены. В физике сейчас появляется достаточно много абстрактной математики (больше, чем раньше) — это огромная работа, я такие делал, там может быть 500 страниц формул, чтобы всё замкнуть в завершённую петлю. То, что мы видим в физике, — это или теоретическая физика (где из некоторых предпосылок выводятся некоторые вещи — но не все, так как большое пространство для поиска — и тут интуиция имеет ключевой фактор — она, как стрелка компаса, позволяет искать дорогу там, где математика видит стены формул), или очень смелые эксперименты, которые не всегда однозначно можно интерпретировать, но они позволяют отсевать части, которые противоречивы. Этот путь крайне медленный — приходится изучать сырые работы, множество противоречивой информации — часто такие работы, которые приходится читать (если это не топ, а чьи-то «попытки»), не понятны даже самим авторам до конца, они часто публикуют работу с сомнением о том, что там нет серьёзных ошибок — математика очень сложная и медленная субстанция в таких вопросах.
И это всё — нормальный путь науки! Наш алгоритм муравья. Мы пробуем с разных сторон, что-то получается, но чаще нет. Наш фактор движения вперёд — это количество ошибок и скорость ассимиляции информации! Чем больше мы пытаемся, тем иногда лучше получается. Причём, чем дальше мы уходим в эту глубокую науку, тем меньше число удачных ошибок на одну попытку. Начальная физика могла раньше строиться чисто на интуиции... теперь на интуиции и математике, а знаете, что будет дальше? Если мы не сможем автоматизировать поиск и агрегацию информации? Мы упрёмся в непреодолимое препятствие. Мы заглохнем тут. Человек не сможет эффективно перебирать столько ответов, чтобы извлекать по крошкам из этого хоть что-то полезное! Поэтому моя основная и ключевая работа связана с искусственным интеллектом в области фундаментальных наук, поэтому появилась эта статья и такие ответы. Нужно «работать с ними», чтобы они были больше понятны. Это огромный фронт работ.
Теперь есть третий путь в плане теорий — компьютерная физика, это и поиск информации, и компьютерная лингвистика, и генеративный искусственный интеллект, и теория формальных систем, например, Lean 4 позволяет проверять математические доказательства с непревзойдённой точностью (найти все рекурсии или дырки в формальном каркасе)! Моделирование очень важно! Мы постоянно усиливаем свой аппарат для исследований, чтобы забираться дальше и глубже в науку!
Начальная физика могла раньше строиться чисто на интуиции... теперь на интуиции и математике, а знаете, что будет дальше? Если мы не сможем автоматизировать поиск и агрегацию информации? Мы упрёмся в непреодолимое препятствие. Мы заглохнем тут. Человек не сможет эффективно перебирать столько ответов, чтобы извлекать по крошкам из этого хоть что-то полезное! Поэтому моя основная и ключевая работа связана с искусственным интеллектом в области фундаментальных наук, поэтому появилась эта статья и такие ответы. Нужно «работать с ними», чтобы они были больше понятны. Это огромный фронт работ.
Интересные предположения связанные с познанием и когнитивными возможностями человека (имеются показатели), а так же привлечением к этому процессу ИИ. Но возможно не в том ключе, что вы предполагаете, математических доказательств и выводов, а обучения ИИ непосредственно на эмпирических данных генерируемых экспериментальными установками, типа БАКа, другими ускорителями и телескопами разного базирования (см. комент, и пример такого обучения для оценки размерности пространства сложных динамических систем, обсуждение на Хабре, впрочем, в основном, со скептическим отношением:)
Формальную логику ИИ тоже хорошо умеют, я тренировал большие языковые модельки на языке вроде Lean 4 для доказательства математических гипотез, результат есть и довольно существенный. Язык формальных доказательств фильтрует неправильные, а модель учится доказывать путем попыток и анализа ошибок. В целом, сейчас математические доказательства могут работать автономно (без участия человека).
Но в указанном вами примере это тоже работает. Модельки очень хорошо оптимизируют вычислительно-сложные задачи в объеме! Мы знаем AlphaFold 2, которая изменила мир биологии -- он никогда не будет прежним (скорость поиска нужных молекул увеличилась в миллион раз и теперь не требует установок и дорогих экспериментов за миллионы).
Только-только начал читать. И сразу наткнулся вот на это
«Пространство» — значит можно складывать состояния и умножать на числа:
— тоже допустимое состояние (после нормировки). Это позволяет описывать суперпозиции — «и так, и эдак сразу» — с последующим выбором при измерении.
Эта штука называется принципом суперпозиции. Никогда этого не понимал и до сих пор не понимаю. Как это появилось исторически - вполне понятно. Шредингер выводил свое уравнение волновой механики из аналогии уравнения Гамильтона-Якоби и уравнения эйконала. Но в те времена ничего не было известно о нелинейной оптике ! Можно возразить, что нелинейная оптика она в нелинейных средах и значит не фундаментальна. Однако если электрическое поле в волне будет настолько большим, что приведет к рождению электронно-позитронных пар (масса электрона на расстоянии комптоновской длинны волны), даже в вакууме возникнут нелинейные явления ! Вот мне и непонятно, что же такое принцип суперпозиции. Фундаментальный закон природы, или какое-то приближение в пределе слабых полей ??? Пока ни от кого вразумительного ответа на этот вопрос я так и не получил. А принять такое утверждение на веру достаточно сложно. Уж больно сильное требование. Весь мир вокруг нас вообще нелинеен. Порой существенно. Почему же линейны уравнения квантовой механики ???
eugenk, вы подняли фундаментальнейший вопрос! И вы правы — "принять на веру" такое нельзя. Давайте разберёмся.
Вы абсолютно правы про нелинейность:
Сильные поля → рождение пар (швингеровский предел E ~ m²c³/(eℏ))
Нелинейная оптика в вакууме (Эйлер-Гейзенберг, четырёхфотонное рассеяние)
Вся классическая физика нелинейна (турбулентность, хаос, ударные волны)
Так почему же КМ линейна?
Моя позиция (информационно-слоистая онтология):
1) Линейность — это НЕ про физические поля, а про информацию
Принцип суперпозиции работает для амплитуд вероятностей (информационных объектов), а не для физических полей напрямую.
В моей интерпретации:
Фундаментальный уровень: граф дискретных событий
Каждая ветка графа = слой реальности с амплитудой c_i
Суперпозиция |ψ⟩ = Σ c_i|слой_i⟩ — это НЕ "физическое сложение полей"
Это информационное описание множества слоёв
2) Нелинейность возникает на уровне наблюдаемых
Правило Борна: p = |ψ|² — уже нелинейно!
Именно квадрат модуля (нелинейная операция) связывает линейные амплитуды с наблюдаемыми вероятностями.
В КТП:
Амплитуды линейны: ψ₁ + ψ₂
Наблюдаемые нелинейны: ⟨T{ψ⁴}⟩ — взаимодействия!
Уравнение Швингера-Дайсона, уравнения Швингера-Томонаги — нелинейны для корреляторов
3) Линейность — это эмерджентное свойство информационной согласованности
Работы Hardy (2001), Chiribella-D'Ariano-Perinotti (2011) показали:
Из операционных аксиом квантовой информации (причинность, композиционность, воспроизводимость) СЛЕДУЕТ гильбертово пространство и линейность.
То есть:
НЕ постулируем линейность
Она ВЫВОДИТСЯ из требований согласованности информации
Если хочешь композиционность (A⊗B) + причинность → получаешь линейность амплитуд
4) Где линейность ломается?
Вы правы — она должна ломаться! И она ломается:
a) Квантовая гравитация:
- Уравнение Уилера-ДеВитта нелинейно
- В AdS/CFT: граничная CFT линейна, но bulk гравитация — нет!
- Энтропия чёрных дыр S ~ A (площадь), не S ~ V (объём) — нарушение аддитивности
b) Сильные поля:
- Швингеровское рождение пар
- Unruh эффект в ускоренных системах отсчёта
- Хокинговское излучение
c) Объективный коллапс (если существует):
- Модели GRW, CSL, Diósi-Penrose
- Гравитационно индуцированная декогеренция
- Здесь линейность фундаментально нарушается
5) Моя интерпретация: линейность как код
В информационно-слоистой картине:
Линейность = правило кодирования информации о слоях
Это оптимальный код для квантовой информации (теорема о квантовых кодах исправления ошибок)
При сильных возмущениях (гравитация, сильные поля) код "ломается" → нелинейность
Аналогия: линейный код исправления ошибок работает, пока ошибок мало. При большом числе ошибок — нужен нелинейный код или другая схема.
Еще момент:
В информационной онтологии:
Углы = фазовые соотношения между слоями (первичны)
Расстояния = производная метрика от причинной структуры
Математически:
Конформная структура (углы) → метрика (расстояния) через множитель Ω²
В AdS/CFT: конформная граница определяет bulk метрику
В твисторах: инцидентность световых лучей → точки пространства-времени
Философски:
Мы измеряем углы (фазы, направления) точнее, чем расстояния. Может, природа тоже "предпочитает" углы? Тогда линейность амплитуд — это следствие того, что фазы складываются
линейно (по модулю 2π).
Это может быть ключом к пониманию, почему именно комплексные числа (углы в ℂ) фундаментальны в КМ!
ИТОГ:
Принцип суперпозиции — эмерджентное свойство, которое:
Выводится из операционных аксиом квантовой информации (Hardy, CDP)
Работает в определённом режиме (слабые поля, малые массы)
Нарушается в экстремальных условиях (сильные поля, квантовая гравитация)
Является оптимальным способом кодирования квантовой информации
Это НЕ противоречит КМ — это углубляет понимание её границ применимости.
Математические работы о выводимости
| Работа | Что показано | Статус |
|--------------------------------------|-----------------------------------------------------------------|-----------------------------|
| Hardy (2001) | Из 5 операционных аксиом → комплексное гильбертово пространство | ✅ Принято сообществом |
| Chiribella-D'Ariano-Perinotti (2011) | Из информационных постулатов → квантовая механика | ✅ Опубликовано в PRA |
| Masanes-Müller (2011) | Из локальной томографии → структура КМ | ✅ Независимое подтверждение |
| Dakić-Brukner (2011) | Из информационной ёмкости → правило Борна | ✅ Альтернативный вывод |
Вы правы сомневаться! Линейность — это эффективное описание в определённом режиме (слабые поля, малые энергии, отсутствие гравитации). Фундаментальная теория должна быть
нелинейной, но содержать линейный режим как предел.
В моём каркасе: граф событий (нелинейный, дискретный) → слои реальности → линейная суперпозиция амплитуд (эффективное описание) → нелинейные наблюдаемые (|ψ|²).
Спасибо за глубокий вопрос — он заставляет копать до самых основ!
Так просто линейность и нелинейность не противопоставить.
"Элементарный" пример - уравнения Шредингера линейны, уравнения Гейзенберга необязаны быть линейными. Что любопытно, когда уравнение Гейзенберга линейно, единственная, но большая, радость от этой линейности - уравнение решать легко.
В классической механике, соответственно, уравнение Лиувилля (или, скажем, уравнение Больцмана) - линейно. Через него, вся механика Купмана-Неймана линейна. В этой связи, и вообще "купманизм" (как у Рида и Саймона в Методах современной математической физики) уместно вспомнить - любая динамика может быть очень просто(!) записана как линейная, если бесконечное и, возможно, несчетное число измерений не беспокоит. Купманизм в последнее время попал в тренд, но мне после (крайне ограниченного) знакомства с этой деятельностью показалось, что там он, скорее, эвристическую роль играет.
Из приложений этой идеологии. Метод инвариантного погружения переписывает линейное дифференциальное уравнение в частных производных с граничными условиями как задачу Коши для некоторого нелинейного обыкновенного дифференциального уравнения. Чертовски полезный метод для задач с туннелированием, полным внутренним отражением, локализацией. По популярности валяет из одной крайности в другую.
В противоположном направлении полезно упомянуть метод обратной задачи рассеяния, который переформулирует нелинейные уравнения как линейные, но используя несколько иную идеологию.
Спасибо за статью! Очень хороший обзор, помогает понять современное состояние теоретической физики. Помещу в закладки.
Системная проблема заключается в том, что математика универсальна. Ею можно описать разные теории. Вы начали с опыта с двойной щелью и быстро перешли к системе, которая его может описать математически, — к аппарату квантовой механики (Гейзенберг, кстати, описал КМ с помощью матриц, к волновым функциям перешли уже позже, что тоже подчёркивает универсальность математики). Если бы вы начали с более простых вещей, вы бы ещё быстрее пришли к трём законам Ньютона и создали прекрасную классическую картину мира. Как мы знаем сейчас, неполную.
Мне кажется уместным провести аналогию с термодинамикой. Есть хорошая теория идеального газа, с уравнениями, описывающими температуру, давление, объём, энтропию, энтальпию, теплоёмкость. Отличная прикладная теория, которая не даёт нам представления о том, что такое газ, как он устроен, а главное, откуда взялся.
Но ещё раз — спасибо за обзор; даже не представляю, как бы я собирал эту информацию самостоятельно по крупицам.
На самом деле, это очень небольшая часть, что можно сказать по каждой теме. По сути, это своеобразный speedrun для сверки часов по теоретической физике, в формате «узнай за пару часов в правильном порядке минимальные порции информации для понимания всей картинки». Это была моя цель. Хорошо, что понравилось, были сомнения, что получится такой эффект.
Попробуйте еще прочитать мою статью про холодный синтез, я эту статью писал еще очень давно, она ждала своего часа больше 10 лет.
Странно, всё это.
Всю жизнь тратил кучу ресурсов на что-то и бросал.
В 14 поступил в физмат класс.
В 15 купил свой первый 8086.
Освоил и забросил ассемблер.
В 19 писал на Лиспе, PL, SQL. Бросил и забыл прочно.
Изучил сети, 3D графику.
Бросил, и всё что осталось только ник и воспоминание о том как я и такие же как я отдали коньяк и газовый пистолет милиционерам с той лишь целью, чтобы они нас не обыскивали и не нашли большой пакет не важно уже с чем.
И всё потому, что я всегда понимал - всё должно быть проще. А когда я задал вопрос одному проффесору про анализ кода и прочие наработки, Он ответил, что его цели совсем не совпадают с моими. А вот я, совсем, в этом не уверен. Вот же ж, и всё-таки мы все как-то связаны. И встретимся все где-то здесь рядом.
Странно, всё это.
:o)
Как бы вы объяснили происхождение жизни с помощью описанного в статье?
Мне нравится этот вопрос, но ответ на него — это уже слишком близко к мистицизму и религии, но тем не менее у меня есть хорошая подборка материалов по этой теме. =)
Если коротко: антропный принцип не был бы так эффективен, если бы реальность нельзя было описать как так, что я собираюсь выпустить в своей последней пятой статье на этот счет... ждите до вечера, вам понравится...
Т факультет МИФИ ?
Теория всего. From Zero to Hero