Учебник - Как понимать квантовую механику - Иванов М.Г. (1238820), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Среди этих заметок была статья Рауля Нахмансона, представляющая теория квантового заговора в концентрированномвиде7 .5 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. 158–164.7 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».9.2. К АКНЕПРАВИЛЬНО ПОНИМАТЬ КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ ? ( ФФ )271В 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 мызнали материю до сих пор, наше знание идёт глубже; исчезают такиесвойства материи, которые казались раньше абсолютными,неизменными, первоначальными (непроницаемость, инерция, массаи т. п.) и которые теперь обнаруживаются как относительные, присущиетолько некоторым состояниям материи.
Ибо единственное «свойство»материи, с признанием которого был связан философский материализм,есть свойство быть объективной реальностью, существовать вненашего 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 – Подольского – 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.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, 1966.272ГЛАВА 9Далее в статье в качестве измерения «без какого бы то ни было возмущения системы» понимается измерение, выполняемое не на прямую 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,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 зре-9.2.
К АКНЕПРАВИЛЬНО ПОНИМАТЬ КВАНТОВУЮ МЕХАНИКУ ? ( ФФ )273Рис. 9.7. Альберт Эйнштейн и Нильс Бор во время Сольвеевского конгресса в 1930 г.(Брюссель) — разгар знаменитого спора. [фото П. С. Эренфеста. W]ния 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.Интересно, 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. Если мы можем, без какого бы то ни было возмущения системы, предсказать с досто-274ГЛАВА 9верностью (т. е. с вероятностью, равной единице) значение некоторой физической величины, то существует элемент физическойреальности, соответствующий этой физической величине. Намкажется, что этот критерий, хотя он далеко не исчерпывает всехвозможных способов распознавания физической реальности, покрайней мере, даёт нам один из таких способов, коль скоро выполняются сформулированные в нём условия.
Этот критерий, рассматриваемый не как необходимое, а только лишь как достаточноеусловие реальности, находится в согласии как с классическим, таки с квантовомеханическим представлением о реальности.А. Эйнштейн, Б. Подольский, Н. Розен, «Можно ли считатьквантовомеханическое описание физической реальности полным?»Статья ЭПР явилась одной из самых важных статей в истории квантовой физики. Возможно, именно эту статью, венчающую многолетнюю дискуссию Бора и Эйнштейна по основаниями квантовой механики, следуетсчитать главным вкладом Эйнштейна в квантовую теорию.
Не случайно зацепленные состояния квантовых систем часто называют ЭПР-состояниями.В последствии анализ парадокса ЭПР привёл к формулировке чёткого критерия, позволяющего отличить квантовую теорию от локальной теории соскрытыми параметрами. Этот критерий — неравенство Белла был сформулирован Джоном Беллом в 1964 году. В 1982 году нарушение неравенствБелла было продемонстрировано на эксперименте Аспектом.
С тех порразговоры про «смерть реальности» стали подкрепляться ссылками на эксперименты Аспекта, как экспериментальное подтверждение отсутствияфизической реальности (само по себе это выражение должно представляться абсурдным).9.3. Интерпретации квантовой механики (ф)9.3.1. Статистические интерпретации (ф)В литературе по квантовой механике, а также при общении с физикамичасто приходится слышать про статистическую интерпретацию квантовой механики.В эти слова может вкладываться очень разный смысл:• Может иметься в виду статистическая интерпретация волновойфункции, т. е.
борновское правило для вычисления вероятностей различных исходов измерения. Такое понимание статистической интерпретации уже давно следует относить не к философии физики, а к са-9.3. И НТЕРПРЕТАЦИИКВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ ( Ф )275мой физике. Правило Борна — давно и надёжно установленный физический закон.• Статистическая интерпретация может пониматься как синоним копенгагенской интерпретации (см. ниже), понимаемой в том или иномсмысле. Так, в двухтомнике А. Мессиа9 упоминается «статистическаяинтерпретация квантовой механики копенгагенской школы».• Статистическая интерпретация может пониматься как самостоятельнаяинтерпретация квантовой механики.Вне зависимости от смысла, который вкладывается в слова статистическая интерпретация, часто подчёркивается, что волновая функция илиматрица плотности не применимы к единичной системе, а должны применяться исключительно к статистическому ансамблю не взаимодействующих между собой одинаково приготовленных квантовых систем.Это требование связано с невозможностью экспериментального определения распределения вероятностей (волновой функции, матрицы плотности) для единичной системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
