М.Г. Иванов - Как понимать квантовую механику, страница 55
Описание файла
PDF-файл из архива "М.Г. Иванов - Как понимать квантовую механику", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "квантовые вычисления" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 55 страницы из PDF
Поэтому для того, чтобы ставить эксперимент по проверке теории заговора, её следует дополнить какими-то предположениямио том, как именно частица подсматривает за экспериментатором.290ГЛАВА 9Конечно, рассуждения о квантовом заговоре звучат совершенно дико,однако на фоне других диких квантовых представлений, которые, тем неменее, получили экспериментальное подтверждение, теория заговора выглядит вполне заурядно.Квантовый заговор и эксперимент с отложенным выбором (фф)Разумеется, «квантовый заговор» обычно не рассматривают всерьёзкак альтернативу другим интерпретациям. В первую очередь «квантовыйзаговор» — это методический приём, позволяющий изобрести такую постановку эксперимента, которая в наибольшей степени позволяет однозначноинтерпретировать результаты.
Именно такое использование «теории квантового заговора» привело к изобретению и постановке эксперимента с отложенным выбором.Если предположить, что частица принимает решение о том, быть ейволной или корпускулой в момент вылета из источника, то появляется возможность экспериментальной проверки.
Если быстро (уже после того, какчастица вылетела) изменить конструкцию установки, то можно надеяться,что частица не успеет обернуться из волны в корпускулу или наоборот. Длятого чтобы предыдущая частица не подсказала следующей конструкциюустановки, конструкция должна меняться случайным образом для каждойновой частицы.Такой эксперимент, предложенный в 1978 году Джоном Уилером, былназван экспериментом с отложенным выбором5 и был позднее реализован6 .Понятно, что эксперимент не закрывает возможностей построения более изощрённых теорий квантового заговора.Квантовый заговор и «социология материи» (фф)Возможно от отчаяния осмыслить парадоксы квантовой теории кто-томожет воспринять «квантовый заговор» всерьёз, а не как простой методический приём.В апрельском номере журнала «Успехи физических наук» за 2001 годв рубрике «Письма в редакцию» под общим заголовком «Отклики читате5 Wheeler J.
A. In Mathematical Foundations of Quantum Mechanics / Edited by A. R. Marlow. —N.Y.: Academic Press, 1978. — P. 948. Ссылка взята из книги Дж. Гринштейн и А. Зайонц «Квантовый вызов», Глава 2 «Фотоны», оттуда же взята и следующая ссылка6 Hellmuth T., Walter H., Zajonc A. and Schleich W. Delayed-choice experiments in quantuminterference // Phys. Rev. A.
1987. — Vol. 35. — P. 2532–2541.Alley C. O., Jakubowicz O., Steggerda C. A. and Wickes W. C. A delayed random choicequantummechamic experiment with light quanta // Proceedings of the International Symposium onthe Foundations of Quantum Mechanics / Edited by S. Kamefuchi. — Tokyo: Physics Society ofJapan, 1983. — P. 158–164.9.2. К АКНЕПРАВИЛЬНО ПОНИМАТЬ КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ ? ( ФФ )291лей на статью М. Б. Менского “Квантовая механика: новые эксперименты,новые приложения и новые формулировки старых вопросов”» была помещена подборка коротких статей об интерпретациях квантовой механики,представляющая собой ценный источник примеров того, как не надо понимать квантовую механику.
Среди этих заметок была статья Рауля Нахмансона, представляющая теория квантового заговора в концентрированномвиде7 .В статье предлагается, что элементарные частицы представляют собойразумные существа, способные обмениваться информацией со сверхсветовой скоростью и за счёт этого «дурачить» экспериментатора, сговорившисьследовать предсказаниям квантовой теории. Автором используются дажеслова «цивилизация частиц».Любопытно, что при этом автором предлагаются вполне осуществимые эксперименты по проверке предлагаемой гипотезы. Предлагается установить с частицами контакт (или хотя бы выработать у них условный рефлекс), общаясь с ними с помощью азбуки Морзе (или другого двоичного кода).
Экспериментатор передаёт информацию частице, предлагая ейпроходить через пластинки разной толщины, а частица передаёт информацию экспериментатору, выбирая отразиться от полупрозрачного зеркалаили пройти насквозь.9.2.3. «Смерть реальности» и парадокс ЭПР (фф)«Материя исчезает» — это значит исчезает тот предел, до которого мы зналиматерию до сих пор, наше знание идёт глубже; исчезают такие свойстваматерии, которые казались раньше абсолютными, неизменными,первоначальными (непроницаемость, инерция, масса и т.
п.) и которыетеперь обнаруживаются как относительные, присущие только некоторымсостояниям материи. Ибо единственное «свойство» материи, с признаниемкоторого был связан философский материализм, есть свойство бытьобъективной реальностью, существовать вне нашего сознания.В. И.
Ленин, «Материализм и эмпириокритицизм», глава V «Новейшаяреволюция в естествознании и философский идеализм»Современные разговоры про «смерть реальности» в квантовой механике берут своё начало от знаменитой статьи ЭПР — Эйнштейна –7 Нахмансон Р. С. Физическая интерпретация квантовой механики // УФН, Т. 7, № 4.
—С. 441–444. Как показал поиск по интернету, данная публикация не является первоапрельскойшуткой. Р. С. Нахмансон на протяжении многих лет последовательно развивает свою интерпретацию квантовой механики как «социологии материи».292ГЛАВА 9Подольского – Розена 1935 года8 . Всё началось со следующей фразы:Если мы можем, без какого бы то ни было возмущения системы, предсказать с достоверностью (т. е. с вероятностью, равнойединице) значение некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине.Далее в статье в качестве измерения «без какого бы то ни было возмущения системы» понимается измерение, выполняемое не напрямую надинтересующим экспериментатора объектом, а над другим объектом, состояние которого зацеплено (скоррелировано) с состоянием исследуемогообъекта.
Такое измерение действительно считалось бы выполненным «безкакого бы то ни было возмущения системы» в классической физике, нов квантовой теории такое измерение изменяет волновую функцию системы (общую волновую функцию обоих подсистем) и не может считатьсяневозмущающим.Слова «предсказать с достоверностью (т. е. с вероятностью, равнойединице)» при этом читаются как «предсказать после проведения измерения».Как было показано в статье ЭПР и во многих последующих теоретических и экспериментальных работах, в квантовой механике не всякой измеряемой можно приписать «элемент реальности» в указанном выше смысле, причём эксперименты согласуются с предсказаниями квантовой механики, а не с классическими представлениями о локальности и причинности: действительно, измерение, выполняемое над одной частью системы,мгновенно, без передачи каких бы то ни было взаимодействий, влияет надругую часть системы (квантовая нелокальность), если исходное состояние системы не представимо в виде произведения состояний подсистем.(См.
7.5.6 «Неравенство Белла и его нарушение (ф**)».)Когда в какой-либо научной публикации говорится, что квантовая механика показала «отсутствие физической реальности», то на самом делеимеется в виду квантовая нелокальность. Также «эксперименты по проверке существования физической реальности» означают на самом деле эксперименты по проверке существования квантовой нелокальности.Означает ли это «смерть реальности»? Разумеется, нет. Это лишь означает, что данное понимание «элемента реальности» оказалось неудачным,8 Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be considered complete? Einstein A.,Podolsky B., Rosen N. // Phys.
Rev. — 1935. — 47. — P. 777–780. Цитируется по сборнику:Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов. — М.: Наука, 1966.9.2. К АКНЕПРАВИЛЬНО ПОНИМАТЬ КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ ? ( ФФ )293Рис. 9.7. Альберт Эйнштейн и Нильс Бор во время Сольвеевского конгрессав 1930 г. (Брюссель) — разгар знаменитого спора. [фото П. С.
Эренфеста. W]и нам надо по-другому (в соответствии с результатами экспериментови описывающей их теорией) определить, что же является для нас необходимым свойством физической реальности. Именно такого пересмотра понятий, для приведения их в согласие с результатами научных исследованийтребует от нас последовательный материализм («реализм», как его модноназывать среди зарубежных авторов, стесняющихся марксистских ассоциаций со словом материализм).Этого же требует от нас научная методология: физика как экспериментальная наука должна согласовывать свои понятия с результатами экспериментов и пересматривать те понятия, которые не соответствуют эксперименту, сколь бы привлекательными эти понятия не казались с точки зрения априорных (философских, эстетических, и др.) предпочтений исследователя.Если физик отвергает это методологическое требование, то он рискуетвыпасть из науки и скатиться в лучшем случае в область чистой математики, а в худшем — по примеру средневековых схоластов заняться подсчётомчертей и ангелов на кончике иглы.294ГЛАВА 9Интересно, что сам Эйнштейн в данном вопросе последовательно придерживается научной методологии и оказывается проницательнее многихсовременных учёных.
Это видно, если расширить приведённую выше цитату, включив в неё все оговорки, которые её сопровождают:Элементы физической реальности не могут быть определеныпри помощи априорных философских рассуждений; они должныбыть найдены на основе результатов экспериментов и наблюдений. Однако для наших целей нет необходимости давать исчерпывающее определение реальности. Мы удовлетворимся следующимкритерием, который считаем разумным.