Тема форума: «Попробую начать с середины...»

В квантовой механике есть несколько интерпретаций тонких моментов, одна из которых чрезвычайно удобна, и говорит о том, что говорить имеет смысл лишь о результатах экспериментов и работающих формулах, но без попытки нефальсифицируемой философской интерпретации «а как на самом деле?». ))

я даже помню про загадку частичного отражения света

Мне как-то отрезанное зеркало больше запомнилось с распространением света сразу по всем траекториям и со всеми скоростями. Тогда-то я собственно и плюнул на "шестерёнки", "лучи" света и т.п

Да, они понятнее. (хотя что в этом плохого?)

Да нет, ничего плохого. Плохо другое, а именно то что эти удобные представления всего лишь "наши представления" и имеют ограниченныю область применения. Это просто *модели*, а не реальность. А нафига нам вообще модели? Правильно, что бы ими пользоваться в предсказательных целях. При этом чем лучше предсказания (и чем проще математически их получить) - тем лучше модель. Сама же вселенная никоим образом не нанималась "подгонять" свои проявления по наши модели, согласен? Уважаемый как-минимум мной комрад N_A тиснул очень верный пост.

Вся фигня с масштабами отличными от "средних" именно в том и заключается что психика, а следовательно интуитивное понимание формируется в условиях "средних" масштабов. Интуитивное же понимание - образное, яркое и ,что самое главное, *лёгкое*. Потому и хочется проводить всякие аналогии типа как с яблоками, там где по хорошему надо тупо считать цифирь

Но вот что "неклассического" в "квантовой запутанности" я не понял.

Ответ прост - нарушение неравенства Белла Можно ознакомится например здесь: http://ufn.ru/ufn84/ufn84_4/Russian/r844c.pdf Не свежак конечно, но и вопрос тоже весьма спел.

Если в двух словах и сбольшой натяжкой, то можно модифицировать твои яблоки:

1) Яблоко имеет два свойства: а) Цвет (красный, зелёный) б) Червивость (да, нет). Одновременной узнать и цвет и червивость - нельзя. Почему? Все претензии к товарищу Гейзенбергу.
2) У тебя мешок яблок. Ты берёшь бумажку и начинаешь таскать и мешка яблоки поштучно и записывать цвет.
3) Задолбавшись мерять цвет, продолжаешь таскать яблоки, но замеряя на этот раз уже червивость.
4) Подбиваешь бухгалтерию, и обнаруживаешь что вероятность красного - 50%, вероятность червивого - 50%
5) Заказываешь на хуторе очередной мешок яблок, но требуешь что бы яблоки были упакованы попарно причём, если одно - зелёное, второе - обязательно красное, если одно - червивое, второе - обязательно не червивое.
6) Берёшь бумажку, открываешь мешок и начинаешь исследовать яблоки следуюшим образом: правое - на цвет, левое - на червивость.
7) Подбиваешь цифирь и обалдевая узнаёшь, что оказывается красные яблоки значительно "червивее" зелёных. Куясе! Вот это и есть нелокальность, когда измерение цвета правого яблока, "влияет" на результат измерения червивости левого.

Т.е. существуют условия при которых предсказания теорий скрытых локальных параметров дают принципиально отличный результат от кед, и можно эксперементально это проверить.

Бегло глянул в сети что на эту тему есть свеже-философического. Мне показалось любопытной эта статья: http://filosfak.ru/biblio/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F-%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%BA%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F-%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0-%D0%BD

Начет "нельзя мыслить классическими категориями в квантовой механике" стоит кое что заметить :) Слово "классический" здесь корректно, если имеется в виду механика Ньютона, но не корректно, если имеется в виду что мыслишь зримо-понимаемыми образами.

Даже самые потусторонние представления улетного математика для него составляются вполне зримыми образами, в конечном счете собранными из примитивов его восприятия. Хотя эти образы и не доступны, может быть, даже для любого другого человека (у него возникнут свои).

Важно в мысленном символизме не переходить границу вульгаризации. Так, склонность некоторых представлять электрон буквально шариком или эфир - облаком упругих точек и т.п. - явно порочная попытка дорисовать воображением то, что его в природе явления недоисследовано. Поэтому просто стоит ограничиваться описательным воображением уж изученных закономерностей. А раз они уже изучены, то принципиально могут быть поняты символами уже известных исследователю образов. Так что представить уже понятое из явления вовсе не противопоказано и вполне даже нужно делать. Так что от N_A: "говорить имеет смысл лишь о результатах экспериментов и работающих формулах, но без попытки нефальсифицируемой философской интерпретации" вполне разделяю, возразит только о применении слова смысл :) Для меня есть смысл (значени) попытаться сделать наиболее правдоподобную экстраполяцию на основе интеполирующих обобщений. Не философствовать далеко, а попытаться представить целостно ближайший механизм.

Вот картинка N_A (надеюсь, он просто ее где-то нашел в инете, а не сам так представляет)  на мой взгляд - чисто вульгаризированное представление. Контуром ненавязчиво показывается некая сущность, которая обеспечивает моментальную связь на любых расстояниях и которая при бух! типа обрывается. На самом же деле никакая информация не передается между "запутанными" частицами, т.е. никто никогда не фиксировал передачу информации и, тем более, энергии, - ведь по рисунку нафиг одна из частиц исчезла, как-то совместившись с парной, хотя на самом деле никакой локальной потери энергии не происходит.

Идентичность квантовомеханических характеристик обеспечивает "передачу" корреляции (по ссылке Nudnyi статьи, которая давно лежит на этом сайте: Квантовая механика М.Б.Менский), точнее, эта корреляция в поведении частиц сохраняется не зависимо от расстояния, - как бы вероятность состояния наследуется другой частицей. И это остановится понятно, когда вообще разобрать понятие вероятности и его приложение как в макромире, так в окружении квантов. Если монету будет подбрасывать точный автомат на идеальную поверхность в герметичном объеме при установившемся равновесии воздуха, то вероятность бросков перестанет существовать: монета станет падать одним способом потому, что все дестабилизирующие факторы окажутся пренебрежительно малы по сравнению с массой монеты. Вакуумное окружение кванта обеспечивает вроде такой же равномерности вероятности, когда взаимодействия определяются только набором собственных свойств кванта, и стоит у двух квантов обеспечить идентичность таких свойств, как получим идентичность корреляции.

Возникает претензия на то, что в природе есть такая сущность, которую нужно теперь искать: есть нечто, кроме того, что обеспечивает единое взаимодействие, передающееся от точки к точке и никак иначе. Вот только распространение этого возмущения идет с предельной скоростью передачи взаимодействия, этим порождая эффект как бы целостной волны, а не кучи точек среды, своей кинематикой образующей волну, т.е. для него не существует времени: процессы в нем не могут идти хоть сколько-то "быстрее", чем он сам. Это порождает квантовомеханическую неопределенность - эффект отсутствия определенного "элемента реальности". Вот в чем отличие кванта от просто волны в среде. Намного созвучно: "Мне как-то отрезанное зеркало больше запомнилось с распространением света сразу по всем траекториям и со всеми скоростями. ". Поэтому один электрон может интерферировать сам с собой, пролетая сразу в две щели: поляризация всего окружающего (всех реализованных и виртуальных частиц) существует всем фронтом, описываемом волновой функцией. Но процесса передачи деформации (поляризации) в волне это не отменяет.  И если поставить ловушку у щели, то оказывается, что электрон пролетел только в одну из них и уже, естественно, не интерферирует. Даже если пролетел не через ту щель, в которой его ловили, т.е. препятствие на пути распространения поляризации, конечно же, изменяет итоговую картину волны. Сорри, что коротко об этом :) Во всем этом написанном бреде мне важно было проиллюстрировать свое убеждение, что невозможно получить удовлетворительно представление, картину явления - без того, чтобы суметь пройти на уровень глубже в понимании механизмов фундаментального взаимодействия. Это означает, что неопределенность свойств кванта станет определенной только в конкретном его взаимодействии (что и используется в идее квантовой криптографии для обеспечения уникальности передающих сообщение квантов: она неизбежно нарушается любой попыткой считать параметры квантов).

Некоторые умы трактуют связывающую сущность как "волновая функция", а бух! - ее "редукция". Но функция - наша абстракция, а вовсе не сущность. Если мы в ванночке имеем две совершенно идентичные стоячие волны, то это значит, что их волновые уравнения идентичны, но это не значит, что сумев разнести эти волны на дикое расстояние, мы сохраним некую связь. Два спутанных электрона - это две полученные идентичные во всех локальных параметрах стоячие волны - деформации, распространяющиеся от точки к точке. Два спутанных фотона - два когерентных, идентичных по всем локальным характеристикам фотона. Каждая из волн, в том числе и квантовомеханических, имеет свой носитель-передатчик взаимодействия, которое и описывается волновой функцией. Уникальность идентичных наборов параметров. обеспечивающих общую корреляцию - это уникальность фронта распространения поляризации в вакууме. Она может быть создана лишь при одномоментном создании двух или более волн-частиц таких распространителей поляризации.

На сайте есть статья про это.

Приведу самую ходовую и наиболее импонирующую аналогию:

" В самом деле, представим себе, что на двух планетах в разных концах Галактики есть две монетки, выпадающие всегда одинаково. Если запротоколировать результаты всех подбрасываний, а потом сравнить их, то они совпадут. Сами же выпадания случайны, на них никак нельзя повлиять. Нельзя, например, договориться, что орёл — это единица, а решка — это ноль, и передавать таким образом двоичный код. Ведь последовательность нулей и единицы будет случайной и на том и на другом «конце провода» и не будет нести никакого смысла.

Получается, что парадоксу есть объяснение, логически совместимое и с теорией относительности, и с квантовой механикой.

Можно подумать, что это объяснение слишком неправдоподобно. Это настолько странно, что Альберт Эйнштейн никогда не поверил в «бога, играющего в кости». Но тщательные экспериментальные проверки неравенств Белла показали, что в нашем мире есть-таки нелокальные случайности.

Важно подчеркнуть одно уже упомянутое следствие этой логики: измерения над запутанными состояниями только тогда не будут нарушать теорию относительности и причинность, если они истинно случайны. Не должно быть никакой связи между обстоятельствами измерения и возмущением, ни малейшей закономерности, потому что в противном случае появилась бы возможность мгновенной передачи информации. Таким образом, квантовая механика (в копенгагенской интерпретации) и существование запутанных состояний доказывают наличие индетерминизма в природе."

автор: nan сообщение 13712

Вот картинка N_A (надеюсь, он просто ее где-то нашел в инете, а не сам так представляет) на мой взгляд - чисто вульгаризированное представление. Контуром ненавязчиво показывается некая сущность, которая обеспечивает моментальную связь на любых расстояниях и которая при бух! типа обрывается. На самом же деле никакая информация не передается между "запутанными" частицами, т.е. никто никогда не фиксировал передачу информации и, тем более, энергии, - ведь по рисунку нафиг одна из частиц исчезла, как-то совместившись с парной, хотя на самом деле никакой локальной потери энергии не происходит.

Да, возможно, научная ценность моего рисунка не зашкаливает, но такого толкования я не ожидал.
На первой (верхней) части картинки изображен эксперимент по наблюдению 2-ух коррелированных частиц жителями поверхности. Пресловутый «бух» знаменует рождение этих связанных частиц с последующим разлетанием в разные стороны.
На второй (нижней) части рисунка имеем туже ситуацию, наблюдаемую жителями высших измерений, из которой становится ясно, что частица всего одна, просто в низших измерениях она проявляет себя как 2 разнесенные на плоскости частицы (проявление показано пунктирными отрезками).

(шепотом на ушко) лично я твой рисуннок именно так и понял, как тобой описано.
(нервно озираясь и прикрывая рот ладошкой) возможно это у nan'а специфика восприятия, пару раз за ним подобное уже замечалось
(соображает, что ляпул что-то не то и в панике убегает)

Я знал, что мир не без добрых людей, и творчесто найдет понимание.

Вот нарыл на тему пару ссылок из блога который я почитываю.

http://igorivanov.blogspot.com/2008/08/blog-post_16.html
http://igorivanov.blogspot.com/2008/08/blog-post_14.html

"такого толкования я не ожидал... и я замечал не раз... он слишком бегло читает, не вникая в суть "

Любезные сэры :) да, я подчас бываю страннен и даже где-то непонятен :) но в компенсацию всегда готов ответить на вопрос типа: "а что бы это значило", не вынуждая придумывать объяснение за меня :)

Так вот, в данном конкретном случае, гадом буду, ни в одном более-менее не фэнтазийном труде о запутанностях не встречал даже упоминания об "измерениях" для представления механизма явления. Поэтому мне это и в голову не пришло :) А вот про редукцию типа бах! - до фига, так что не мудрено - сразу ассоциировало. И стрелки на картинке от этого бах! так наглядно показывали, как рвется ткань волновой функции при редуцировании со всеми трагическими последствиями вплоть до ошеломляющей картинки внизу, над которой уже сильно голову не ломал :)

Мне надо было написать: "Если это изображает редукцию....." и тогда говорить было бы не о чем, не так ли?.. :) Ведь картинка допускает до фига самых разных толкований по причине своей многозначительности :)

Но высказал лишь тень недоумения по поводу такой иллюстрации N_A потому как знал, что он не разделяет мистические представления о дальнодействии. Однако, похоже, он, все же, в чем-то разделил их, найдя хитрое словечко "измерение". Что под этим словом подразумевают фантасты не знает точно никто, это - тайна жанра. Обычно же под измерением в физ.контексте понимается некая степень свободы выделенного объекта. И теперь я в полном коллапсе понимания. Так что N_A, как честный человек, просто обязан растолковать некоторые удивительные для меня вещи. Что же в картинке означает бух?! в рождении пары? Просто эффект для зрителя? почему так драматично? :) но это не важно, так же как неважно, что рождение спутанной пары не происходит из одного объекта, а происходит спутывание уже существующих двух объектов, т.е. частиц все же две и пофиг измерения т.к. они имею две массы. А важно то, что возникает еще больше вопросов, чем с мистической связывающей сущностью. Что же это за введенная такая новая сущность: "высшее измерение"? В теории суперструн - измерения - строго - степени свободы, а здесь нечто, связывающее частицы вне зависимости от расстояния в обычном измерении? Т.е. более хитро "объясняется" дальнодействие.

В блоге, который N_A почитывает, местный очковый фантаст, незатейливо поигрывая формулками, иллюстрирует свою незателйливую мистическую мысль в полном отрыве от того, что на самом деле демонстрируют спутанные состояния :) вот только не "нерасщепляемость частиц" и: " от такой ситуации некомфортно, и они пытаются найти способы объяснить такие корреляции более интуитивно понятным способом. Один из них -- предположить, что есть некий тип сил, который чувствуют исключительно запутанные состояния частиц... Главная задача этих сил -- дать возможность запутанным частицам обмениваться "информацией". " хотя только что писал, что "нельзя передать быстрее скорости света ни материю, ни информацию"

Впрочем, если N_A скажет, что это была чистая фэнтази, вопрос больше не встанет :) и я бы и сейчас не останавливался на этом, если бы сэры с таким неподдельным интересом не обступили меня, заглядывая в глаза, все ли в порядке? :)

Ведь картинка допускает до фига самых разных толкований по причине своей многозначительности ... и я бы и сейчас не останавливался на этом, если бы сэры с таким неподдельным интересом не обступили меня, заглядывая в глаза, все ли в порядке?

(озабоченно щупая nan'ов пульс) Ну положа руку на яйца, особой многозначительности ни мне, ни STR'у (по его словам) увидеть не удалось. И именно стрелки тому причиной, там на картинках даже "типа спин" показан и почему он разнонаправленный, так же как почему один "обьект" проявляется как две разлетающиеся частицы. Лично мне твоя трактовка именно этого рисунка кажется ну очень левой.

Что же в картинке означает бух?! в рождении пары? Просто эффект для зрителя? почему так драматично?

Не буду высказываться за автора, но лично меня "бух" не напрягает, нормальный такой "бух": например аннигиляция электрона с позитроном, или разваливание двухатомной молекулы, какая разница?

Я, например, придерживаюсь немного иного мнения насчёт самой идеи рисования подобного рода картинок, но несмотря на это из троих только ты, nan, вложил в эту картинку такой "своеобразный" смысл, так что не будем переваливать с ... хм ... одной головы на другую

В блоге, который N_A почитывает, местный очковый фантаст, незатейливо поигрывая формулками, иллюстрирует свою незателйливую мистическую мысль в полном отрыве от того, что на самом деле демонстрируют спутанные состояния

Блин, ну где ты там всё это вычитал? Ткни пальцем. А ещё лучше напиши в двух словах "что на самом деле демонстрируют спутанные состояния" и какими конкретно экспериментальными фактами именно твоё представление подтверждается.

Рискну навлечь на себя "божественный гнев", но может стоит быть чуть аккуратнее с чужим мнением?

(в страхе ныкается под диван и нервно дрожит там)

Что же в картинке означает бух?! в рождении пары? Просто эффект для зрителя? почему так драматично?
На картинке «бух» обозначает аннигиляцию частиц, которых не видно на картинке и рождение пары фотонов. К своему стыду я не знаком в деталях со всем многообразием способов получения спутанных частиц, но в памяти отложилась лекция по философии физики, где в мысленном эксперименте упоминалась именно аннигиляция, а это всегда «бух». Помню даже, препод так заинтриговал нас - наивных студентов невозможностью передать полезный сигнал, используя скоррелированный фотоны, что народ сидел и по ходу пары бился над задачей, и даже что-то там напридумывал на счет использования смещения интерференционной картины создаваемой такими фотонами, так что препод оценил и обещал подумать(или просто не стал разрушать детский энтузиазм).
Про редукцию нам видимо мало говорили и скучно, поэтому особых воспоминаний и ассоциаций у меня нет.
Также накануне я получил удовольствие от просмотра фильма для математиков про различные аналоги Платоновых тел в мирах более высоким числом измерений, способом анализа проекций их на плоскость и в 3д. Из тех же далеких студенческих лет вспомнилась интерпретация популярных многомерных струнных теорий в которых все кроме наших привычных измерений свернуты как лист бумаги в трубку, вспомнил про решения уравнений Эйнштейна, которые позволяют пересекать мгновенно безумные расстояния (кротовые норы) (не квант.мех конечно, но для воодушевления художника канает) .
Таким образом, этот набор ассоциаций и воспоминаний вылился в создание сего шедевра, правильность которого я конечно не готов отстаивать с формулами на руках, но вот сильно сомневаюсь, что тут кто-нибудь дойдет до формул, без которых можно много чего выдать за приемлемую интерпретацию, списав огрехи на несовершенство бумаги или языка или фантазии.
Я понимаю, что трудно назвать правдоподобным, что мы видим мир ровным, а на самом единый объект, проявляющий себя в как 2 частица летит в мире боле высокой размерности, для которого точки нашего пространства находятся ближе чем кажется нам, в мире где мы - мухи на сфере, точнее на более сложной, трудно представимой поверхности.

Nudnyi: "положа руку на яйца"

я пояснил, почему так подумал на картинку, моя совесть чиста :)

"где ты там всё это вычитал? Ткни пальцем."

не только ткнул, но даже выделил в прошлом сообщении :)

"напиши в двух словах "что на самом деле демонстрируют спутанные состояния и какими конкретно экспериментальными фактами именно твоё представление подтверждается"

основными свойствами запутанных частиц являются тривиальные "квантовые числа" в описании электрона в составе атома -в случае ЭМ-квантов. Особое значение имеет - синглетность,  связанная с понятием "спин" - всегда противоположны у запутанных частиц. Ковалентная связь - повсеместное проявление запутанности в действии, осуществляется электронами, идентичными для всех квантовых чисел, характеризирующих энергетическое состояние электрона. Незаполненность парами внешней электронной оболочки делает атом активным для образования ковалентной связи с таким же другим атомом и очень агрессивным химически. Принцип Паули (запрет на одинаковость квантовых чисел в атоме) давно подтвержен :) - прообраз запрета на квантовых состояний. Т.е. основные параметры запутанности в случае ЭМ квантов (как свободных, так и в виде электронов или позитронов) - это все те же квантовые числа - при описания энергетического состояния электрона в атоме. Отсюда понятнее, что может обеспечить запутанность и в чем она выражается.

N_A: " я конечно не готов отстаивать с формулами на руках"

В общем, Игорь Иванов в том блоге, сделал это, так что вполне понятно, что за измерение он имел в виду. И так же понятно, что этим механизм запутанности описать нельзя.

В прошлом сообщении я было превентивно написал про червоточины, но подумал, что это было бы слишком большим передергом понимания, коотрое мне общество совсем уже не простит :) но ты сам их вспомнил сейчас, так что напомню, что "искривление пространства" - вовсе не использует дополнительное измерение, а лишь описывает топологию "меридианы пространства", которые обретают анизотропией под влиянием динамики релятивисткмих явлнений. И для того, чтобы искривить пространство так, чтобы вернуть лучи назад, нужно относительно большая энергия (определяющая горизонт событий) даже для случая одной частицы. Но запутанность не имеет никакого отношения с такой анизотропией динамики процессов.

http://galspace.spb.ru/index68-2.html
просто в поддтверждении того, что не только мне такие фантазии состыковать разные феномены в голову приходят ))

В теории суперструн - измерения - строго - степени свободы..
ага, степени свободы, в скольки мерном мире, не ужто в 3д+т?

все-таки будет лучше, если в качестве альтернативы картинки N_A предложу свой примитивизм толкования :) Для начала собственно таким завораживающим делам как телепортация и криптография, а если кто-то пожелает и сам механизм возникновения запутанности.

Итак, не будем обманываться: влиять произвольно на состояние по ту сторону не возможно просто потому, что любое воздействие на частицу здесь тут же сломает всю запутанность. Возможно только измерять состояние частицы здесь, чтобы судить о том, каково оно там.

Итак, криптография. Нужно передать последовательность 1001

Используем два канала. По первому пускаем запутанную частицу, по второму - информацию о том, как нужно интерпретировать полученные данные в виде одного бита.

Предположим, что имеется альтернатива возможного состояния используемого квантовомеханического параметра спин: 1 или 0. Делаю сорри по поводу, что не подумал о том какую опрецию применять для восстановления состояния, т.к. нет времени :) так что воспринимайте только идею.

Первая передача. При измерении здесь вышло что у частицы здесь состояние 1. Значит у другой - 0. Чтобы на том конце получить требуемую единицу передаем бит 1. Там мерят состояние частицы и, чтобы узнать, что оно означает, складывают с переданной 1. Получают 1. Заодно проверяют по белу, что спутанность не была нарушена, т.е. инфа не перехвачена.

Вторая передача. Вышло опять состояние 1. У другой 0. Передаем инфо - 0. Складываем, получаем требуемую 0.

Третья передача. Вышло состояние здесь 0. Там, значит - 1. Чтобы получить 0, передаем 0. Складываем, получаем 0 (в младшем разряде).

Четвертое. Здесь - 0, там - 1, нужно чтобы было интерпретировано как 1. Передаем инфу - 0.

Вот в таком принципе. Прехват инфо канала бесполезен из-за совершенно некоррелируемой последовательсти (шифрование ключем состояния первой частицы). Перехват запутанного канала - нарушает прием и обнаруживается.

В этом состоит и телепортация. Никакого произвольного навязывания состояния частице там не происходит, а происходит только предсказание того, какое будет это состояние после того (и только после того) как здесь частица будет выведена из связи измерением. И тогда говорят типа, что произошла передача квантового состояния с разрушением комплементарного состояния в исходной точке. Получив там инфу о состоянии здесь, можно тем или иным способом скорректировать квантовомеханический параметр так, чтобы он оказался идентичным такому здесь, но здесь его уже не будет, и говорят о выполнении запрета на клонирование в связанном состоянии.

Сказанное не претендует на истину :) Это - мое теперешнее понимание и представление. N_A, про измерения лучше в другой теме, чтобы не запутыать :) скажу только, что степень свободы у квантовомеханического объекта может бить больше, чем у макро и тогда можно сказать, что "измерения выродаются при переходе к макро" :)