script>
gototop


real estate menu left
real estate menu right

Rss

Подписаться на www.film-secret.com по RSS



Главная Интересности Квантовая физика и Секрет
Квантовая физика и Секрет

Здравствуйте, друзья! Сегодняшний пост имеет более научную направленность, чем обычно характерную для данного сайта эзотерическую.


Вообще, в обиходе термин "научный" применяется к тем вещам, которые можно измерить так сказать "объективно", где человек, как наблюдатель, не оказывает никакого влияния на результат эксперимента, а "эзотерический" - синоним субъективного восприятия мира.


Но чем больше физики углублялись в "объективное" изучение действительности, чем больше пытались разобрать мир "по кирпичам", добраться до самих основ физической вселенной, тем больше неопределенности и неоднозначности получали. И да, вынуждены были признать, что человеческое сознание играет таки весьма немаловажную, если не основную, роль в результатах эксперимента.


"Эксперимент с двумя щелями"


Обратимся к одному из самых известных экспериментов квантовой физики , так называемому "эксперименту с двумя щелями" (смотрим отрывок из фильма Секрет-3):



За те несколько месяцев, пока писалась эта статья, мне так и не удалось доступно рассказать вам ту интереснейшую информацию, о чем вы прочитаете ниже, так, чтобы было красиво, логично, а главное - ПОНЯТНО широкому кругу читателей.


Поэтому мною была частично процитирована статья http://djames.livejournal.com/1200.html , где автор в упрощенном и понятном варианте рассказывает о сугубо научных концепциях.


(Примечание: в оригинале статьи в "эксперименте с двумя щелями" автор в качестве элементарной частицы использует фотон. В данном изложении мною одна элементарная частица была заменена на другую (чтобы более понятно описать видео, выложенное выше), то есть фотон на электрон. На смысл и результат эксперимента это совсем не влияет, тем паче что сам эксперимент проводился бесчисленное количество раз и с различными элементарными частицами).



Немного теории


Квантовая механика описывает поведение элементарных частиц. Любых частиц: фотонов, электронов, нейтронов, и т.д. - законы микромира.

Основная "проблема" на таких масштабах задается соотношением неопределенности Гейзенберга. Оно простое. Смысл его в том, что невозможно в один и тот же момент времени точно измерить и координату частицы, и ее скорость. Чем точнее удается измерить координату, тем больше будет неопределенность в скорости частицы. Чем точнее сможем померить скорость частицы (импульс, вообще-то, но не будем излишне усложнять), тем менее понятно будет, а где эта частица находится. Крайний случай - измерим скорость "абсолютно точно" - получим абсолютную неопределенность в положении частицы. Она окажется "размазана" по всему пространству. Вы вдумайтесь - ПО ВСЕМУ ПРОСТРАНСТВУ!

Все это означает, что у движущихся элементарных частиц нет траекторий. Если мы бросим мячик вверх под углом, он полетит по кривой, примерно похожей на параболу. И упадет на землю в точке пересечения его траектории с землей. Если мы отпустим надутый и незавязанный воздушный шарик, он полетит по более сложной траектории - в зависимости от его формы, давления внутри него, и т.д. Траектория у этих движущихся предметов есть - в любой момент времени мы можем указать точку в пространстве, в которой этот предмет находится.
А если мы "выпускаем" электрон с некоторой скоростью, направленной в сторону ближайшей стены (мало ли, как мы это сможем сделать ;-)), то ударившийся о стену ранее выпущенный электрон траектории движения не имел. Т.е. точка испускания известна точно. Точка удара о стену - тоже точно. А НИ ПРО ОДНУ ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ТОЧКУ МЫ НИЧЕГО СКАЗАТЬ НЕ МОЖЕМ. Ну, неизвестно, как он летел и в какой момент где находился (как только узнаем точно про какую точку - возникшая неопределенность в скорости сделает свое дело и в следующий момент времени частицу уже не найти)...


Здесь важно отметить, что возникающая неопределенность - это не следствие недостатков измерительных приборов. Это - фундаментальное свойство того мира, в котором мы живем. Такая странность в поведении микрочастиц уже много лет не дает исследователям покоя и периодически ставились эксперименты с целью "обмануть частицу" и померить и коррдинату и скорость одновременно. Периодически, даже, казалось, что это удалось. Но дальнейшие "разборки" ставили все на свои места. Природу обмануть никому не удалось. И траектории у элементарных частиц нет. Что делает частица между актами наблюдения - это фундаментальная тайна...



Волновая функция


А вместо траектории у движущейся элементарной частицы есть так называемая ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ.


Если говорить очень приблизительно, то ВОЛНОВАЯ ФУНКЦИЯ частицы - это функция, определенная в любой точке пространства, равная в каждый момент времени вероятности обнаружить частицу в этой точке.

А если сказать понятнее, то можно воспользоваться метафорой "облачко"...


Электрон можно представить в виде расплывающегося облачка, разные участки которого имеют разную плотность. В каких-то местах облачко плотнее, в каких-то очень редкое. Где-то (например, за пару миллионов световых лет от нашего источника электронов) его плотность нулевая...


Плотность облачка в какой-то точке пространства - это вероятность обнаружить там наш электрон, если произвести акт наблюдения. Почувствуйте разницу - ЭТО НЕ ВЕРОЯТНОСТЬ ТОГО, ЧТО ЭЛЕКТРОН ТАМ НАХОДИТСЯ, ЭТО - ВЕРОЯТНОСТЬ ЕГО ТАМ НАЙТИ, ЕСЛИ НАЧАТЬ ИСКАТЬ! Нюанс достаточно тонкий, но весьма существенный! Если принять первую формулировку, нам надо будет признать наличие траектории у микрочастицы и констатировать нашу неспособность эту траекторию узнать. Вторая же формулировка позволяет описывать частицу при помощи волновой функции - "облачка", которое становится более реальным, чем сама частица в нашем "обычном" понимании (в физике есть и более существенные основания в пользу второй формулировки)...


По мере движения частицы облачко меняет плотность в разных точках пространства. Обратите внимание - облачко не движется (хотя это слово и будет употребляться), оно просто меняет плотность, как бы "отслеживая" перемещение летящей классической частицы (которой, как выясняется, между наблюдениями вовсе не существует)...


По мере того, как частица подлетает к пластине, области наибольшей плотности облачка делятся на части. Одна из плотных областей - перемещается через одно из отверстий, другая - через второе, а третья (!!!) и вообще-то наиболее плотная часть облака - промахивается мимо отверстий и "оседает на пластине". Забудем на время про эту часть, хоть это и не совсем корректно, иначе придется отвлекаться!

Обратите внимание еще раз - облако состоит не из частей электрона! Оно реально само по себе и лишь его плотность отражает вероятность найти целый электрон в каждой точке облачка, если произвести акт наблюдения. Точка электронного облачка с ненулевой плотностью - это ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОН!

Просочившиеся через оба отверстия сразу, потенциальные электроны, составляющие облако, интерферируют между собой, и одновременно плотная часть облака смещается к регистрирующему экрану.

А что происходит с облачком, в момент, когда мы регистрируем частицу? Когда скурпулезный наблюдатель с обратной стороны экрана видит вспышку на экране и отмечает у себя на бумажке координату падения электрона, что происходит с облачком? Его плотность МГНОВЕННО схлопывается в одну точку - точку регистрации электрона (ну, в очень маленькую область). Т.е. в момент регистрации
электрона плотность его облака становится равной нулю во всем пространстве, кроме точки, где частица зарегистрирована. А в этой точке плотность облачка становится равной единице. Частица обнаружена. Акт наблюдения произведен.

Перед падением
электрона на экран, за мгновение до акта наблюдения, к экрану придвигается облачко, в котором плотные области почти полностью воспроизводят интерференционную картину... Какая именно точка на экране будет "выбрана" электроном для падения - заранее неизвестно. Точка выбирается случайно. И не нами. Известно лишь, что вероятность выбора определяется плотностью электронного облачка в момент его "оседания на экране".



Коллапс волновой функции


Процесс "схлопывания" облачка в момент регистрации частицы чрезвычайно интересен. Он называется КОЛЛАПСОМ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ частицы, и происходит МГНОВЕННО! Т.е. быстрее скорости света. Как бы далеко не отстояли друг от друга части облачка с ненулевой плотностью (хоть на разных концах Вселенной), они мгновенно схлопываются в точку регистрации частицы.

Может показаться, что здесь квантовая механика входит в противоречие с Теорией Относительности, постулирующей наличие максимальной скорости распространения взаимодействия - скорости света в вакууме. Но это не так. Коллапс волновой функции - это не распространение взаимодействия. С его помощью нельзя передавать информацию. Более того, большинство физиков не считают коллапс волновой функции физическим процессом (а лишь математической моделью) именно из-за его мгновенности.

КОЛЛАПС ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ - это переход от возможного к реальному.


ОТ ВОЗМОЖНОГО К РЕАЛЬНОМУ!


Реализация одной из возможных альтернатив развития событий, происходящая В МОМЕНТ НАБЛЮДЕНИЯ! То есть, реализация конкретного исхода наблюдения производится именно в сам момент наблюдения (а не раньше, как может показаться из стереотипов классической "житейской физики").

О природе коллапса волновой функции пока ничего не известно.

Итак, современная квантовая предполагает, что на волновую функцию частицы могут влиять два процесса:

1. "Движение" частицы между актами наблюдения - перетекание плотности облачка. Этот процесс детерминирован (во что не сразу верится - облако "развивается" во времени четко определенным способом - ни о каких вероятностях в этом процессе речи не идет) и полностью описывается уравнением Шредингера...

2. Акт наблюдения - коллапс волновой функции. Вероятности появляются именно здесь. И обратите внимание на существенный аспект - вероятностый характер коллапса волновой функции - это его природа. Не статистический характер (как было бы, если вероятности возникали из-за сложноучитываемого воздействия многих факторов), а именно вероятностный - исход коллапса волновой функции даже одной частицы не определен заранее, а реализуется в момент коллапса.

Помните, мы на время "оставили в покое" существенную часть электронного облака, не прошедшую ни через одно из отверстий, а "осевшую на пластине". Что это значит? Эта часть облака (а значит, и все облако - волновая функция электрона) начало взаимодействовать с пластиной (на самом деле это означает что волновые функции электрона и пластины объединились в единую и более сложную волновую функцию). Начал происходить "потенциальный процесс" поглощения пластиной промазавшего мимо отверстия "потенциального электрона". Слово "потенциальный" в данном случае означает, что акта наблюдения еще не было. И попал ли электрон на экран, или промазал мимо отверстий и был поглощен пластиной, также будет определено только в момент наблюдения!

Т.е. наблюдатель либо увидит
электрон в одной из точек на экране (и значит, в момент наблюдения волновая функция электрона коллапсировала именно в эту точку), либо не увидит его. ;) Последнее будет означать, что электрон "промахнулся" мимо отверстий в пластине. И был поглощен пластиной. В какой точке? Неизвестно! На пластине, в отличие от экрана, нет датчиков.

Вы понимаете, к чему я клоню? Пролетел ли
электрон через отверстия или промахнулся мимо них определится только после того, как наблюдатель произведет акт наблюдения. А до тех пор ЭЛЕКТРОН И ПРОЛЕТЕЛ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ (ПРИЧЕМ ОБА СРАЗУ), И ПРОМАХНУЛСЯ МИМО НИХ. Одновременно. Еще раз: КОНКРЕТНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ ЭКСПЕРИМЕНТА РЕАЛИЗУЕТСЯ ТОЛЬКО В МОМЕНТ НАБЛЮДЕНИЯ, а до этого момента, все возможные исходы эксперимента просто сосуществуют.



Вот в таком удивительном мире мы живем.


Получается, что возможность сколлапсировать волновую функцию (и, получается, создавать все видимые материальные вещи и события) - это свойство сознания!


Хотя здесь в науке пока еще большое белое пятно.


Ученым бы очень этого не хотелось, потому что здесь кончается наука, как объективный способ исследования реальности. Ах да, и ответственность за весь материальный мир, ситуации и события ложится целиком и полностью на плечи того же сознания!


А еще в физике возникает вопрос: где же, собственно, проходит граница микромира, который живет по квантовым законам и обычного мира, описываемого Ньютоновской механикой?


А еще есть интересные теории, которые позволяют избежать главной проблемы коллапса волновой функции - "схлопывания" быстрее скорости света.


Но об этом в одной из ближайших публикаций.

(Постараюсь потратить на это время меньшее, чем несколько месяцев, честное слово!)


Еще статьи на эту тему:


Вернуться в раздел Новости


 


Кто здесь?