Тема форума: «Загадка квантовой физики - эксперимент с двумя щелями»

Что думаете на этот счет?
http://www.youtube.com/watch?v=QGq2YNyVbGs
Мне интересно правда это и насколько научно вся эта галемотень, потому что отрывок из фильма "Секрет". А там все немного глюченные по фильму. И как этот феномен сейчас объясняет наук. Что следует понимать под "фактом наблюдения" и т.д.

Вот лежит допустим стопка документов, и я точно знаю, что среди них нужный мне, но вот где: внизу, сверху, в середине? Начинаю искать сверху - он собака внизу оказывается, если снизу - наверх прыгает. Про середину вообще молчу - пустая трата времени, даже не пытайтесь. А головастики говорят такое "только в микромире случается". Ага!

Это уже настолько старые игрушки, что удивляет какой-то еще интерес как будто новое :) Особенно когда интерпретируют мошенники в пользу каких-то своих лохотронов. Да. эффект обескураживает тех, кто мыслит типично в стиле классической механики, но давно не удивляет квантовых физиков, оперирующих вероятностями нахождения точки взаимодействия. "Факт наблюдения" - на самом деле - любое взаимодействующее тело, не обязательно сознательный наблюдатель, но мистики придали этому идею именно сознательного влияния на исход взаимодействия. Все подобные эффекты тривиальны. На сайте много статей и материалов по теме.

Ладно, поскольку эти игрушки довольно старые, то каково ваше объяснение? Я просто интересуюсь.
Есть научный ответ за это время? И, в целом, это до сих пор остается загадкой, как рекламируют, или уже нет?

Я в целом так поняла из объяснений, частица находится в суперпозиции, она движется по Фейману сразу по всем траекториям, такая то скорость взаимодействия, поэтому есть вероятность что она повсюду. А когда мы смотрим? Что мы видим? Почему мы видим то, чего в принципе нет?
Вот мы смотрим в микромир? То, что мы видим, оно как, реально или это просто определенная картинка становится нам видна, когда мы туда смотрим? А когда мы туда не смотрим, то картинка меняется что ли? Или я что-то недопонимаю?

Почему при «наблюдении», оставим в стороне сознательную или несознательную сторону вопроса, частица ведет себя по-другому? Физически меняет свое решение. Что ей мешает вести себя иначе, показать ту же интерференцию допустим?
Почему интерференция пропадает из-за какого-то факта наблюдения, бред какой-то, ей богу. Какова причина этого, т.е что она меняет "решение"? Это телекинез что ли?

Кто-нибудь эту самую волну вероятностей своими глазами видел или она существует только на бумаге? Как бы в головах и сердцах людей, по косвенным признакам.
Принцип неопределенности и все дела, я понимаю самую малость правда из этого.

Теория должна давать результат. и тому подобное, тоже вроде верно. Есть там волновая функция, она описывает что-то, вероятность нахождения частицы в определенном месте. Хотя если мы просто посмотрим в микромир, это же чистой воды иллюзия.


Получается, когда мы не смотрим, мир ведет себя по-своему, непонятно как. Почему он находится в суперпозиции? А вообще что такое эта «суперпозиция»? Я вот подумала и решила что никогда не видела суперпозицию своими глазами. но заключила что она есть.
Или я чего-то не понимаю? Можно как-нибудь сфотографировать или снять на видео эту суперпозицию?

Кстати, с какой скоростью происходит взаимодействие между частицами в микромире? Потому что я где-то читала, что вроде скорость быстрая и частица чуть ли не на другой стороне Галактике может оказать, но когда мы смотрим в это место, она как бы у нас под носом. Исходя из вероятности и этой самой волновой функции,. Хотя она вроде везде по Фейману. И когда мы смотрим она там, а когда не смотрим она не там.

И, наблюдая, почему результат меняется. Я это никак не могу понять. Кто-нибудь объяснил почему он меняется из-за наблюдения? Т.е физически результат меняется буквально. а не в уме. Причины почему частица поменяла поведение? Вот это точно бред, зачем ей менять решение показывать или не показывать интерференцию?
Это действительно разумный телекинез со стороны частицы или ей так захотелось?
Можно это как-то объяснить по простому, не слишком сложно. чтобы понять?

автор: sisi сообщение 40122

И, наблюдая, почему результат меняется. Я это никак не могу понять.

Вообще, думается, сами физики навели шухеру, пытаясь на пальцах объяснить суть явления дуализма. Им приходится пользоваться аллегориями типа пуля, облако, детектор, наблюдатель. Правда Фэйман в начале лекции по тынцу, что в комментах к мульту, довольно долго подчеркивал, что не надо воспринимать это буквально, надо просто принять: нет у нас никаких даже примерных аллегорий. Атом это не маленькая солнечная система с шариками планетами, крутящимися по орбите, электрон не облачко, размытое вокруг шарика-ядра, свет это не колышущееся волнообразно скопление фотонов и т. д. И тем не менее даже физики иногда сбиваются и начинают мыслить аллегориями и понятно дело удивляются: не может быть! Но не может быть на самом деле означает: я этого никогда не видел. Ну и что?

Если грубо, то так можно объяснить: в мульте показали глаз, "смотрящий" на электрон. На самом деле вместо глаза был фотон, которым стреляли по электрону. Вроде как летит снаряд, по нему долбанули другим снарядом, он понятно дело отклонился. Не возможно попав по снаряду другим, не отклонить его, особенно если энергии у них примерно одинаковы. Ведь "увидеть" электрон "в полете" значит вступить с ним во взаимодействие (в данном случае фотон взаимодействует с электроном). Одно дело "смотреть" (бомбардировать фотонами) гигантский макрообъект вроде кирпича, которому что милиион, что триллион "попаданий" и "отскакиваний" фотона одинаково по барабану, в его макромасштабе это ничего не меняет. Другое дело - та же "бомбардировка" (взаимодействие) на уровне отдельных частиц.

Но опять же: это очень грубая аллегория. Если буквально сравнивать с настоящими рикошетирующими снарядами, то они могут разлететься куда попало, могут разрушиться наконец, развалившись на части. Но точнее будет просто понимание: при попытке измерить столь малый объект, мы вносим такие большие искажения, что резко меняем сам наблюдаемый процесс. Фэйман про это в том же тынце говорил, что мы просто не можем построить такой измерительный прибор, который бы не влиял на измерение электрона. Самый малый объект-измеритель, который мы можем использовать - фотон. А его чем мерить? А еще меньшие? Это все равно, что пытаться аккуратно открыть шкатулку кувалдой. Ессно получатся "большие искажения от исходного состояния до измерения".

Вот и получается, цитируя того же Фэймана: никто не знает, куда полетит электрон, в какую щель. И это невозможно узнать принципиально. И невозможно понять явления микромира оперируя привычными нам понятиями макромира: шарики, облачка, траектории и т. д. У электрона есть свойство: дуализм. И это надо просто принять.

>>частица находится в суперпозиции, она движется по Фейману сразу по всем траекториям, такая то скорость взаимодействия, поэтому есть вероятность что она повсюду.

Электрон - это стоячая волна электромагнитной природы, т.е. это - фотон, но распространяющийся не прямолинейно, а накладывающийся сам на себя (несколькими способами: есть шарообразная стоячая волна - s-электрон, гантелевидная - p-электрон, четырехлепесткововидная - d,f -электроны, см. про это). Таким образом, не распространяясь с предельно высокой скоростью света в пространстве, электрон обладает свойствами частицы, но, в то же время он - стоячая волна, обладающая свойствами волны. Вот и вся суть "дуализма".

Теперь про вездесущесть. Представим себе колесо с единственной спицей, которое раскрутим так, чтобы эта спица быстро вращалась. Сунем одновременно две палки в колесо. Одна из низ раньше наткнется на спицу. Раскрутим колесо с такой скоростью, что первая наткнувшаяся спица не успевает быть остановленной палкой и, скользнув, попадает еще и во вторую палку. Ну а если представить, что спица летит с бесконечной скоростью, то понятно, что палки одновременно попадут в спицу потому как она находится сразу во всех местах колеса одновременно. Возмущение ЭМ-волны распространяется в электроне со скоростью света, а это означает, что с точки отчета электрона длина его пути становится нулевой, т.е. возмущение одновременно находится во всех частях своей траектории (это стопудово доказанный факт - про такое масштабирование метрики движущегося объекта). Понятно, что понятие "одновременно" становится достаточно условным и касается только точки отсчета - сам электрон, а не наблюдатель извне (обычный релятивистский "парадокс").

Вот как можно представить себе все эффекты квантовомеханической неопределенности.

 

>>То, что мы видим, оно как, реально или это просто определенная картинка становится нам видна, когда мы туда смотрим?

Квантовомеханическому явлению пофиг кто и как на него "смотрит". Оно не подозревает ни о чем, кроме как участвует во взаимодействиях тогда, когда есть условия для взаимодействия. И тогда возмущение, образующее волну электрона изменяется согласно последствиям взаимодействия. Нужно четко понимать: на уровне электрона (или любого другого кванта в любой его ипостаси) нет пространства и времени. Эти условные атрибуты динамика наблюдаемого процесса возникают для нас в качестве результатов взаимодействия. Только взаимодействия отделяют от нас возможность как-то судить о квантах.

 

>>Кто-нибудь эту самую волну вероятностей своими глазами видел или она существует только на бумаге?

Это - давно известный физический факт, а не предположение, который проявляется в химических взаимодействиях и определяет наш мир. Волна электрона наблюдалась как косвенными измерениями так и непосредственно.

Palarm
Правильно я поняла, что причиной условно можно считать, что мы немного света посвятили, чтобы измерить? Такое объяснение меня немного устраивает.

На ум приходит несколько вопросов.
Я в этом не эксперт, поэтому сразу извиняюсь, если вопросы звучат не профессионально и т. д.. Я просто не физик и не разбираюсь в этом сильно. Какая там маска внезнания, не смешите мои тапочки. Я вообще гуманитарка, только помидорами из-за этого не кидайте.

Не существует ли каких-нибудь расчетов или формул, когда фотону, будут безопасно святить и это никак не будет влиять на действия электрона? Или влияние будет настолько незначительным, что этим нельзя будет объяснить его поведение. Я, конечно, подозреваю, что там все волны вокруг, куда не посмотри, все со всем взаимодействует и вообще все едино, фотон и электрон чуть ли не одно и то же, и все со скоростью света там движется и плевать на время и пространство.

Но все же, мне важно подчеркнуть вашу мысль, что нельзя построить такую измерительную машину, которая бы удовлетворяла этим условиям. Нельзя ли влияние таким образом минимизировать, что бы сказать и успокоить себя «опа, а фотоны то тут не при чем». Возможно, лампой там меньше посвятить или частицу запустить с размером скалу, чтобы вообще влиять меньше?

И в целом я не совсем понимаю, как причина согласуется со следствие. Посвятили, а почему и с какой стати частица меняет из-за этого результат. Как согласуется тот факт, что посвятили и тот факт, что интерференцию пропадает. почему это вдруг дуализм из-за света появился? Потому что не совсем понятно заключение: "большие искажения от исходного состояния до измерения" "У электрона есть свойство: дуализм. И это надо просто принять."

Но, допустим, мы бы сфоткали тот момент, когда она проходит в две щели одновременно. т. е. по ролику как бы раздваивается. Я не специалист и тому подобное. Но, такое вообще возможно заснять принципиально? Т.е. летит себе частица, потом берет и появляется её клон, ну там, я не знаю, из вакуума, оттуда всегда что-то берется непонятное, и оба проходят себе в свои щели. Хотя электрон вроде волна и т. д. может ей не привыкать.
Существуют там видео, фотки, как частица делилась, клонировала себя на 100 штук из пустоты, к примеру.

А почему бы частице, не наплевать на фотоны в её сторону, ну прошла она в одну щель, зачем горевать то из-за этого. Ну, внесли какое-то возмущение в ее состояние, лететь то еще долго до финиша, почему бы ей все равно нам назло, не показать интерференцию? Ну, засняли мы ее на определенном участке с поличным. можно сказать, и она прошла в левую щель, а все равно показала бы в итоге интерференцию.. Не пробовали наблюдать и светить не перед щелями, а в другим местах, к примеру, в середине, в конце. Или святить только часть частиц, а другую часть не святить?

автор: sisi сообщение 40128

Такое объяснение меня немного устраивает.

А такое:

Электрон распространяется как волна, и проходя через щели мы видим интерференционную картину на пластине за мишенью, потому как волны накладываются одна на другую. Если поставим напротив любой из щелей детектор, то вступив с ним во взаимодействие электрон излучит порцию энергии, которую прибор зафиксирует как частицу.

Это можно представить так: бежит волна (из воды), проходит через щели, за ними интерферирует, на берегу видим полосы на песке. Но вот поставили напротив любой из щелей емкость с какой то химической фигней. Волна набежала, смешалась с химией в бочке, произошла реакция – и вся вода этой порции (волны) в виде облачка пара испарилась. На берегу увидели след - пятно от пара.

Это можно представить так: бежит волна (из воды), проходит через щели, за ними интерферирует, на берегу видим полосы на песке. Но вот поставили напротив любой из щелей емкость с какой то химической фигней. Волна набежала, смешалась с химией в бочке, произошла реакция – и вся вода этой порции (волны) в виде облачка пара испарилась. На берегу увидели след - пятно от пара.

А если напротив волны поставить просто любую емкость и вообще не наблюдать и не регистрировать никак. Ничего не делать. Как-нибудь отстраниться. Просто поставил и отошел, и даже забыл что именно поставил. Это можно как-нибудь устроить? Результат будет тот же? И это будет считать наблюдением?
И, почему этой самой частице мешает собственно что-то на её пути. Они же там в запутанных состояниях друг с другом взаимодействуют со скоростью света, ладно, они там сталкиваются и т.д. Но как можно сказать, что те или иные условия, достаточны, чтобы образовать интерференцию, или наоборот недостаточны. Нельзя эту емкость перед волной как-нибудь уменьшить и посчитать, что фотоны не будут оказывать скажем «значительного» влияния. Или любая емкость уже априори преграда и этот эффект возникает? Но эта частица там как рыба в воде плавает и всегда в воде взаимодействует со всякой хренью. Почему одна хрень важнее другой? Короче, я запуталась.


Вот, кстати, по теме. Это из передачи уже солиднее будет. Называется "Сквозь кротовую Нору с Морганом Фрименом", как раз об эксперименте с двумя щелями Юнга. Сезон 2, эпизод 6. Стенограмма.

......
Уже неоднократно Зелингеру приходилось доказывать,что насколько неправдоподобными ни были бы предсказания квантовой теории,они оправдываются даже тогда, когда это, казалось бы, невозможно. И, пожалуй, самым ярким примером того, насколько неожиданной она может быть, служит так называемый эксперимент с двумя щелями. Эксперимент, который заставляет задуматься, а действительно ли мы вообще существуем.
Эта простая конструкция выстреливает по одному фотоны, частицы света, в направлении пары небольших щелей на экране. Это лазер, наш источник света,который ослабляется таким образом, чтобы за раз испускался только один единственный фотон. Фотоны проходят через щелевой узел,позади которого установлена камера, регистрирующая их распределение на выходе. Вот здесь хорошо видно как фотоны по одному попадают на экран то здесь, то там, т.е. картина выглядит достаточно хаотично.
Фриман:
Поскольку фотоны испускаются по одиночке - один проходит через одну щель, другой — через другую -то можно было бы ожидать, что позади экрана получится изображение двух щелей, но не тут-то было. На самом деле там оказывается целый ряд полос,который следовало ожидать в случае, когда через щели проходил бы непрерывный поток света, распространяясь как волна. Но как образуют волновую картину отдельно летящие частицы? Это возможно только в том случае, если каждая проходит сразу через обе щели. Другими словами, частица находится в двух местах одновременно. Но самое странное происходит, если сразу за щелями поместить детекторы. Когда мы начинаем следить за тем, как именно летят фотоны, волновая картина пропадает. Но стоит только убрать детекторы, как она возвращается снова. Это наталкивает на мысль о том, что можно влиять на действительность, просто наблюдая за ней. Означает ли это, что то, что принято называть реальностью, вовсе таковой не является?
Согласно современной интерпретации, путь, проделываемый фотоном, нельзя считать частью привычной действительности, и некорректно говорить о том, что он прошел через конкретно ту или другую щель. Но также нельзя сказать, что он проходит сразу через обе. Подобные термины попросту неприменимы.
Фриман:
Выходит, мы продолжаем пользоваться плодами теории квантовой механики, принимая вместе с тем тот факт, что ее фундаментальные законы навсегда останутся для нас загадкой?
Цайлингер:
Что интересно, квантовая физика отмечает уже столетие, но мы по-прежнему работаем над ее основами. И что-то подсказывает мне, что когда мы придем, наконец, к результату, это будет абсолютным откровением. Он будет совершенно далек от того, каким мы его представляли.
Если верить теоретикам квантовой физики, нам не суждено постигнуть фундаментальные законы Вселенной. Наши надежды найти абсолютную теорию всего потерпят крах,и человечество окажется перед препятствием,которое оно преодолеть не в силах. Но что если они ошибаются? Что если всю правду о том, что происходит глубоко внутри вас, меня и всего во Вселенной будет найдена, если мы захотим найти ее?
...............................

sisi, вопрос стоит так: или верить всяким мошенникам, создающим фильмы секрет и нору, или черпать информацию из первоисточников, без передергиваний, фантазия и чудесных интерпретаций. Если ты выбираешь первое, тот никто помочь не в силах. Если второе, то уже после первых объяснений нужно бы взять тайм-аут на осмысливание, самой вникнуть, подумать, вжиться, почитать в инете и на этом сайте, а не задавать сразу поток вопросов, показывающих, что с первым этапом понимания ты не справилась...

автор: sisi сообщение 40130

А если напротив волны поставить просто любую емкость и вообще не наблюдать и не регистрировать никак.

"Бочка с хим. фигней" вступающая в реакцию с набегающей на нее волной - это и есть имитация процесса наблюдения в том эксперименте. Можешь не смотреть на нее, можешь отойти в сторону - все равно как только волна ее накроет, произойдет хим. реакция.

Чтобы "увидеть" фотон, он должен как то проявить себя, вступить с чем то во взаимодействие. Это когда ты глядишь на летящий мяч, то ты на него по сути никак не влияешь, а вот когда "видишь летящий фотон" - это значит, что наблюдаешь последствия его взаимодействия с чем то.

Если нужны подробности, тогда надо либо самой рыть тырнет, либо топать к физикам ядерщикам, чтобы они показали тебе свои фотопластинки с царапинами следов (или чего там у них) - тогда наглядно станет понятно, что электрон это не зеркальный шарик, на который можно посветить каким то фонариком. Насколько я помню, там тип, массу, энергию частицы определяют по длине, толщине и углам царапин следов. Возможно сейчас другие, более точные методы. Но все равно: "электрон процарапал фото-слой пластинки" не означает, что он словно пуля влетел в нее и застрял - вот это я вкурил из лекции Фэймана. И какой бы там ни был прибор, мы будем фиксировать только следствие взаимодействия между частицами, которое будем наблюдать например в виде царапины на фотопластинке.

И тут главное (опять же, как я это понимаю) не попасть в ловушку привычных аллегорий типа: вот пуля пролетела и ага... Нет там никаких пуль или волн, лежачих, стоячих, ползучих. Потому, что в одном случае, глядя на снимок-пластинку, очень похоже, как будто две пылинки стукнулись и разбились на осколки, а в другом те же частицы показывают какие то полоски интерференции. Стало быть не пули это, раз полоски, но и не колышущаяся масса, раз осколки. Что же? И фэйман в лекции не прямо конечно, но косвенно сказал: х.з. Нет у нас ничего подобного в нашем макромире, с чем это можно сравнить. И приходится придумывать какие то аллегории, чтобы можно было ими оперировать - иначе будем просто тупо смотреть на царапину. Надо разобраться, почему она вообще появилась, почему она именно такая - это главное. Причем если ответом на "почему" будет просто формула, подставив значения в которую получим, что длина царапины выходит именно такая, какая она получилась - значит на этом и остановимся. И если окажется, что для одного эксперимента с одной и той же частицей точнее подходят формулы, описывающие волновые функции, а для другого дискретные - значит так тому и быть.

Главное, что попадаем. И даже если попадание будет в виде области вероятного нахождения - все равно. Если ничего лучше и точнее нет, значит будем юзать эти формулы. Особенно, если они позволяют создавать новые материалы и технологии - от науки ведь нужен выхлоп, а не просто бла бла бла. Какая в принципе разница, стоячая или лежачая там волна - главное, чтобы самолет, построенный с учетом этой теории, летал и не падал.

А вот спекуляции шизиков типа: раз эксперимент зависит от того, как на него смотреть, стало быть... Ничего не стало быть. Тут все просто: давай показывай, как это "реальность прогибается". И сразу станет ясно, что показывать то ему и ничего, кроме болтовни и притянутого за уши. В принципе, тут даже вникать в дебри квантовой физики не надо, чтобы вывести на чистую воду, а просто попросить предъявить факты.