10.09
11:58
Теория относительности видимо полная туфта:(
Квантовая механика, набор хитрых теорий.
Запутанность, как многие квантовые эффекты, противоречит некоторым из наших глубочайших интуитивных представлений о мире. Она может «взорвать» специальную теорию относительности Эйнштейна
Наша интуиция, исходящая из всего прошлого опыта, говорит нам, что если, например, требуется переместить камень, то нужно его непосредственно коснуться, или взять палку, которой его можно сдвинуть, или дать команду, которая посредством колебаний воздуха достигнет уха человека с палкой, способного толкнуть этот камень или выполнить еще какое-нибудь действие подобного рода. Сформулируем обобщенно: интуиция подсказывает нам, что одни предметы могут непосредственно воздействовать на другие, только находясь с ними рядом. Если предмет А воздействует на предмет В, не находясь рядом с ним, то воздействие должно быть непрямым — через цепь переносчиков, каждый из которых влияет на последующий непосредственно, так что в итоге непрерывно перекрывается расстояние между А и В. Может показаться, что мы постоянно сталкиваемся с исключениями из этого правила. Например, щелкнув переключателем, можно включить уличные фонари (но мы знаем, что это воздействие передается по проводам), или послушать радиопередачу из студии, находящейся за сотни километров от приемника (а в этом случае мы понимаем, что сигнал передан радиоволнами, распространяющимися в пространстве). И все это оказывается вовсе не исключениями, а подтверждениями правила, о чем говорит повседневный опыт всей нашей жизни.
Мы выражаем это интуитивное представление понятием «локальность действия».
Квантовая механика опровергла многие наши интуитивные представления, но ни одно из опровержений не было таким фундаментальным, как связанное с локальностью. И пока противоречие не разрешено, оно таит угрозу специальной теории относительности — краеугольному камню физики XXI в.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В нашем восприятии Вселенной мы можем непосредственно воздействовать только на те предметы, к которым можем прикоснуться; мир представляется нам локальным.
Однако квантовая механика предусматривает возможность непосредственного взаимодействия на расстоянии с помощью свойства, называемого запутанностью. Оно заключается в том, что две частицы синхронно меняют состояние без участия какого либо переносчика взаимодействия; их мир нелокален.
Этот эффект не просто противоречит интуитивным представлениям: он представляет серьезную угрозу специальной теории относительности Эйнштейна, покушаясь на самые основы физики.
Факты окружающего мира
Вернемся немного назад. Когда квантовой механики еще не существовало, а по большому счету еще с самого начала научного исследования природы, ученые были уверены, что полное описание физического мира в принципе можно получить, описывая одну за другой каждую из мельчайших и наиболее элементарных его физических составляющих, — т.е., что полное описание мира есть сумма описаний всех его составляющих.
Квантовая механика разрушила эту уверенность.
Реальные, поддающиеся измерению физические свойства ансамбля частиц могут вполне конкретным образом превосходить сумму свойств составляющих его частиц, отличаться от нее или даже не иметь с ней ничего общего. Так, согласно квантовой механике, можно добиться того, чтобы две частицы находились точно на расстоянии двух футов одна от другой, но при этом ни одна из них не имела точно определенного положения. Более того, общепринятый подход к истолкованию законов квантовой механики (так называемая копенгагенская интерпретация, выдвинутая великим датским физиком Нильсом Бором в начале XX в. и преподававшаяся поколениям студентов) утверждает: дело не в том, что мы не знаем каких-то сведений о точных координатах отдельных частиц, а в том, что этих сведений вообще не существует. Вопрос о координатах отдельной частицы столь же бессмыслен, как и вопрос о семейном положении числа пять. Проблема является не гносеологической (то, что мы знаем), а онтологической (то, что существует).
Частицы, связанные таким образом, физики называют квантовомеханически запутанными друг с другом. Запутанной может быть не только координата: частицы могут иметь противоположно направленные спины при том, что направление спина ни одной из них не является определенным. Или одна из двух частиц может быть возбужденной, но неизвестно, какая из них возбуждена. Запутанность может связывать частицы вне зависимости от их местоположения, их природы и сил взаимодействия между ними. Это вполне могут быть электрон и протон на противоположных краях Галактики. В общем, запутанность — такой род близости, почти интимной, между элементами материи, который прежде невозможно было даже представить.
Запутанность лежит в основе новой и исключительно перспективной области квантовых вычислений и квантовой криптографии, которая может открыть путь к решению задач, лежащих за пределами практических возможностей обычных компьютеров, а также возможность связи с гарантией защиты от перехвата (см.: Монро К., Уайнленд Д. Ионы для квантовых компьютеров // В мире науки, № 11, 2008).
А еще запутанность влечет за собой совершенно «противоестественное», противоречащее «здравому смыслу» явление, называемое нелокальностью, — возможность взаимодействия объектов без непосредственного контакта и физического присутствия каких-либо промежуточных объектов, передающих действие. Нелокальность взаимодействия означает, что кулак в Де-Мойне может сломать нос в Далласе, не оказывая никакого воздействия на любой физический объект (будь то молекула воздуха, электрон в проводе или вспышка света) гделибо в пространстве между ними.
Запутанность, как многие квантовые эффекты, противоречит некоторым из наших глубочайших интуитивных представлений о мире. Она может «взорвать» специальную теорию относительности Эйнштейна
Наша интуиция, исходящая из всего прошлого опыта, говорит нам, что если, например, требуется переместить камень, то нужно его непосредственно коснуться, или взять палку, которой его можно сдвинуть, или дать команду, которая посредством колебаний воздуха достигнет уха человека с палкой, способного толкнуть этот камень или выполнить еще какое-нибудь действие подобного рода. Сформулируем обобщенно: интуиция подсказывает нам, что одни предметы могут непосредственно воздействовать на другие, только находясь с ними рядом. Если предмет А воздействует на предмет В, не находясь рядом с ним, то воздействие должно быть непрямым — через цепь переносчиков, каждый из которых влияет на последующий непосредственно, так что в итоге непрерывно перекрывается расстояние между А и В. Может показаться, что мы постоянно сталкиваемся с исключениями из этого правила. Например, щелкнув переключателем, можно включить уличные фонари (но мы знаем, что это воздействие передается по проводам), или послушать радиопередачу из студии, находящейся за сотни километров от приемника (а в этом случае мы понимаем, что сигнал передан радиоволнами, распространяющимися в пространстве). И все это оказывается вовсе не исключениями, а подтверждениями правила, о чем говорит повседневный опыт всей нашей жизни.
Мы выражаем это интуитивное представление понятием «локальность действия».
Квантовая механика опровергла многие наши интуитивные представления, но ни одно из опровержений не было таким фундаментальным, как связанное с локальностью. И пока противоречие не разрешено, оно таит угрозу специальной теории относительности — краеугольному камню физики XXI в.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В нашем восприятии Вселенной мы можем непосредственно воздействовать только на те предметы, к которым можем прикоснуться; мир представляется нам локальным.
Однако квантовая механика предусматривает возможность непосредственного взаимодействия на расстоянии с помощью свойства, называемого запутанностью. Оно заключается в том, что две частицы синхронно меняют состояние без участия какого либо переносчика взаимодействия; их мир нелокален.
Этот эффект не просто противоречит интуитивным представлениям: он представляет серьезную угрозу специальной теории относительности Эйнштейна, покушаясь на самые основы физики.
Факты окружающего мира
Вернемся немного назад. Когда квантовой механики еще не существовало, а по большому счету еще с самого начала научного исследования природы, ученые были уверены, что полное описание физического мира в принципе можно получить, описывая одну за другой каждую из мельчайших и наиболее элементарных его физических составляющих, — т.е., что полное описание мира есть сумма описаний всех его составляющих.
Квантовая механика разрушила эту уверенность.
Реальные, поддающиеся измерению физические свойства ансамбля частиц могут вполне конкретным образом превосходить сумму свойств составляющих его частиц, отличаться от нее или даже не иметь с ней ничего общего. Так, согласно квантовой механике, можно добиться того, чтобы две частицы находились точно на расстоянии двух футов одна от другой, но при этом ни одна из них не имела точно определенного положения. Более того, общепринятый подход к истолкованию законов квантовой механики (так называемая копенгагенская интерпретация, выдвинутая великим датским физиком Нильсом Бором в начале XX в. и преподававшаяся поколениям студентов) утверждает: дело не в том, что мы не знаем каких-то сведений о точных координатах отдельных частиц, а в том, что этих сведений вообще не существует. Вопрос о координатах отдельной частицы столь же бессмыслен, как и вопрос о семейном положении числа пять. Проблема является не гносеологической (то, что мы знаем), а онтологической (то, что существует).
Частицы, связанные таким образом, физики называют квантовомеханически запутанными друг с другом. Запутанной может быть не только координата: частицы могут иметь противоположно направленные спины при том, что направление спина ни одной из них не является определенным. Или одна из двух частиц может быть возбужденной, но неизвестно, какая из них возбуждена. Запутанность может связывать частицы вне зависимости от их местоположения, их природы и сил взаимодействия между ними. Это вполне могут быть электрон и протон на противоположных краях Галактики. В общем, запутанность — такой род близости, почти интимной, между элементами материи, который прежде невозможно было даже представить.
Запутанность лежит в основе новой и исключительно перспективной области квантовых вычислений и квантовой криптографии, которая может открыть путь к решению задач, лежащих за пределами практических возможностей обычных компьютеров, а также возможность связи с гарантией защиты от перехвата (см.: Монро К., Уайнленд Д. Ионы для квантовых компьютеров // В мире науки, № 11, 2008).
А еще запутанность влечет за собой совершенно «противоестественное», противоречащее «здравому смыслу» явление, называемое нелокальностью, — возможность взаимодействия объектов без непосредственного контакта и физического присутствия каких-либо промежуточных объектов, передающих действие. Нелокальность взаимодействия означает, что кулак в Де-Мойне может сломать нос в Далласе, не оказывая никакого воздействия на любой физический объект (будь то молекула воздуха, электрон в проводе или вспышка света) гделибо в пространстве между ними.
→ Теория относительности видимо полная туфта:(
Оставить комментарий
