Пишу книгу на странную тему. Интересно ваше мнение
Привет, Пикабу. Давно читаю, но вот первый раз решил написать. Интересно ваше мнение.
Сейчас в процессе написания книги или даже лучше сказать, что в процессе подготовки написания: собираю материал, готовлю черновики, делаю свои небольшие исследования. У книги, пока что, нет названия, но она будет совмещать в себе два несовместимых направления: квантовую физику и психологию. Только не спешите с выводам) Не будет никакой эзотерики, визуализации и всего типа «думай вот так и через две недели у тебя будет три тарелки супа не вставая с дивана» (Доставка и принесенный мамой суп не в счёт, это уже совсем другая магия)
В моей книги я хочу сделать скорее наоборот. Рассмотреть , как к подобным эзотерическим штукам относятся ученые, квантовые физики, какие эксперименты подтверждают или опровергают популярные «психологические тезисы». То есть, подойти с научной точки зрения и своими выводами. Рассмотреть, как, например, знания о многомировой интерпретации влияют на наш выбор или почему «Он не играет/играет в кости» и что это для нас меняет, и много чего другого «интересного»
Почему я считаю, что у меня получится и какие у меня вообще в этом знания? Не буду врать, что у меня специальное образование, куча наград и вообще я гений, миллиардер и человек-паук. Я просто самостоятельно изучаю квантовую физику на протяжении 7 лет и очень много читаю книг по психологии, где начал находить много интересных пересечений именно с квантовой физикой. За это время у меня накопилось много записей, черновиков и просто наблюдений, которые, как я уже понял, не поместятся и в одну книгу. Да и изначально я хотел сделать просто большой черновик для себя, но пару друзей сказали, что из всего материала может выйти даже что-то интересное. Я точно не из тех людей, которые думают, что именно его книга, работа , бизнес точно станут успешными, а другие дураки, что этого не делали. Наоборот, хотелось бы узнать мнение людей насколько вообще такое может кого-то заинтересовать?
Возможно, если бы вам было интересно, то я делился бы тут с вами своими мыслями, наработками, планами глав и другой интересной информацией во-время написания книги.
за ошибки извините, писал с телефона. Наверное, получилось сумбурно, но, надеюсь, мысль и корректный вопрос смог донести.
Альберт Эйнштейн, нарисовал углем
Чем может являться время?
В фильме «Интерстеллар» есть интересная фраза. Не помню, как именно она звучит с точностью цитаты, но смысл примерно такой:
Вероятно, в другой вселенной есть существа, для которых путешествия во времени выглядят не более сложными, чем для нас выглядит подъем в гору.
В этой фразе заключена целая новая теория восприятия физики как таковой. Оно и не удивительно – напомню, что режиссер консультировался при работе над фильмом с учеными. Но давайте вернемся именно к смыслу того, что сейчас прочитали.
Время в физике всегда было некоторой спорной субстанцией и воспринималось чем-то средним между философским осмыслением действительности и реальной физической величиной.
Чем является время сказать никто не может до сих пор. Ему и приписывали свойства очередного квантового поля, и пытались воспринимать его как физическую субстанцию. Искали даже гипотетические хрононы.
Но среди множества теорий появилась и та, что обозначила время как несуществующую величину. Под соусом этого восприятия получается интересное дело.
Время есть измеряемая величина, согласно которой можно оценить срок жизни вселенной или мира как такового. При этом мир просто каким-то образом чудом существует вечно. Чем является сама вечность сказать очень сложно. Вернее осознать это очень сложно.
Между тем, такой подход не отменяет теорию появление Вселенной в результате большого взрыва и прочие подобные изыскания. Эти понятия мало связаны друг с другом. Мы просто принимаем факт, что пространство можно измерять ещё вот так.
Прошлое от будущего в итоге может отличаться только лишь фактом, что в тот момент было такое-то состояние материи (объектов и чего угодно), а в другой момент оно изменилось. Тут мы и подходим к упомянутой фразе из фильма.
Представьте себе координатную плоскость. На ней нанесены координаты x и z. Они существуют вечно. Это просто такое свойство имеющегося пространства. Пространство можно расчертить в этом количестве измерений. Время по этой теории выступает в роли дополнительной координатной плоскости. Её существование – просто свойство пространства или ещё один способ измерить его.
Искать начало или конец времени при такой логике - это тоже самое, что пытаться найти момент появления 3D-координатной плоскости. Начало, может быть, и есть, но оно точно дальше грани осознания самого времени и пространства.
По этой логике и получается, что если есть существо, которое воспринимает пространство-время ни как 3+1 измерений, а как полноценные 4 измерения, то оно сможет перемещаться по времени также, как мы перемещаемся по вертикали в 3+1. При этом перемещение во времени не будет чем-то из рук вон выходящим. Это будет самая обычная способность. Существо просто сможет пойти во времени из точки А в точку Б :) …
Такой подход расставляет всё по своим местами и раскладывает по полочкам.
Сравнение времени с бесконечной пленкой, где записан кинофильм, становится ещё более актуальным.
Действительно, каждой точке на координатной плоскости будет соответствовать некоторое состояние пространства. Точно также каждый кадр на пленке соответствует некоторому моменту времени.
Подобную логику высказывал ещё Эйнштейн. Вот только всё осложняется тем, что тогда все наши действия уже разрисованы, как видеоигра при общении с NPC. Это вплотную подводит к теории симуляции. Ну а время как таковое тогда бесконечно. И никакие лангольеры не съедают оставшуюся в прошлом картинку.
⚠️ Обязательно подписывайтесь на Telegram-канал проекта! Там выходит много эксклюзивных интересных заметок.
👉 Все мои статьи сначала выходят на ДЗЕН-канале. Там же есть ещё больше оригинальных статей.
Советую почитать по теме:
Теория относительности | Лекции по физике – физик Кирилл Половников | Научпоп
Сколько существует теорий относительности? Чем они отличаются и что описывают? Что такое теория инвариантности? Почему, согласно теории относительности, гравитации нет? Что представляет собой замедление времени и что такое парадокс близнецов? Об этом и многом другом — в лекции по физике от Кирилла Половникова, физика, кандидата физико-математических наук, стипендиата фонда «Династия».
Ищу книгу [НАЙДЕНО]
Не раз вы меня выручали, обращусь ещё раз.
Годах в 90-х читал книгу, называлась она "Альберт Эйнштейн : в поисках единой теории развития Вселенной". Сразу оговорюсь : Альберт Эйнштейн - не автор. Книга была в мягком переплёте. Запомнилась очень понятная подача материала, законов физики и т.п. Типа "Для очень широкого круга читателей"))
Автора не знаю, обложку не помню. Сейчас сын заинтересовался этими вопросами, хотелось бы ему дать её прочесть, так как там всё очень доступно изложено. Желательно в электронном виде.
Поиск ничего не дал. Или, может быть, я не умею в поиск.
Идеи Альберта Эйнштейна в интерпретации Стивена Хокинга
Данная статья относится к Категории: Научные парадигмы
«Постулат Эйнштейна о том, что законы природы должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей, стал основой теории относительности, получившей такое название потому что значение имеют только относительные движения.
Её красоту и простоту признают многие мыслители, но остаётся и немало тех, кто думает иначе.
Эйнштейн отбросил два абсолюта науки XIX века: абсолютный покой, представленный эфиром, и абсолютное универсальное время, которое измеряют все часы.
Многих людей тревожит эта концепция. Не подразумевается ли, спрашивают они, что всё на свете относительно, так что нет больше абсолютных моральных стандартов? Это беспокойство ощущалось на протяжении всех 1920-х и 1930-х гг. Когда в 1921 г. Эйнштейну присуждали Нобелевскую премию, то ссылались на важную, но (по его масштабам) сравнительно небольшую работу, также выполненную в 1905 г., о теории относительности даже не упомянули, поскольку она считалась слишком спорной. (Я до сих пор два-три раза в неделю получаю письма, в которых мне сообщают, что Эйнштейн был неправ.) Несмотря на это, теория относительности сегодня полностью принята научным сообществом, а её предсказания были проверены в бесчисленном количестве экспериментов.
Очень важным следствием теории относительности стала связь между массой и энергией. Из постулата Эйнштейна о том, что скорость света должна быть одинакова для всех, вытекает невозможность двигаться быстрее, чем свет. Если использовать энергию для ускорения некоего объекта, будь это элементарная частица или космический корабль, его масса станет возрастать, делая дальнейшее ускорение всё более трудным. Разогнать частицу до скорости света будет невозможно, поскольку на это потребуется бесконечное количество энергии. Масса и энергия эквивалентны, что и выражает знаменитая формула Эйнштейна Е = mс^2.
Это, вероятно, единственная физическая формула, которую узнают на улицах.
Одним из её следствий стало понимание того, что если ядро атома урана распадается на два ядра с немного меньшей суммарной массой, то при этом должно выделяться огромное количество энергии.
В 1939 г., когда стала очевидна перспектива новой мировой войны, группа учёных, которые понимали её последствия, убедили Эйнштейна преодолеть пацифистские сомнения и поддержать своим авторитетом обращение к президенту Рузвельту с призывом к Соединенным Штатам начать программу ядерных исследований. […]
Нам также известно, что общая теория относительности Эйнштейна не позволяет Вселенной отразиться, перейдя из фазы сжатия в фазу расширения. Как будет рассказано далее, мы с Роджером Пенроузом смогли показать: из общей теории относительности вытекает, что Вселенная началась с Большого взрыва. Так что теория Эйнштейна действительно предсказывает, что время имеет начало, хотя ему самому эта идея никогда не нравилась.
Ещё менее охотно Эйнштейн признавал предсказание общей теории относительности о том, что для массивных звёзд время должно прекращать своё течение, когда их жизнь заканчивается и они не могут больше генерировать достаточно тепла для сдерживания собственной силы притяжения, которая стремится уменьшить их размеры. Эйнштейн полагал, что такие звёзды должны приходить к равновесному конечному состоянию, но теперь мы знаем, что для звёзд, вдвое превышающих по массе Солнце, подобного конечного состояния не существует. такие звёзды будут сжиматься, пока не станут чёрными дырами - областями пространства-времени настолько искривлёнными, что свет не может выйти из них наружу.
Как показали мы с Пенроузом, из общей теории относительности следует: внутри чёрной дыры время заканчивается, как для самой звезды, так и для несчастного астронавта, которому случится туда упасть. Однако и начало, и конец времени будут точками, в которых уравнения общей теории относительности перестают работать. В частности, теория не может предсказать, что должно образоваться из Большого взрыва. Кое-кто видит в этом проявление божественной свободы, возможность запустить развитие Вселенной любым угодным Богу способом, но другие (включая меня) чувствуют, что в начальный момент Вселенная должна управляться теми же законами, что и в другие времена. Далее описаны некоторые успехи, достигнутые на пути к этой цели, но у нас пока нет полного понимания происхождения Вселенной.
Причина, по которой общая теория относительности перестаёт работать в момент Большого взрыва, состоит в её несовместимости с квантовой теорией, другой великой революционной концепцией XX века.
Первый шаг в сторону квантовой теории был сделан в 1900 г., когда Макс Планк в Берлине открыл, что свечение разогретого докрасна тела удается объяснить, если свет испускается и поглощается только дискретными порциями - квантами.
В одной из своих основополагающих статей, написанных в 1905 г., в период работы в патентном бюро, Эйнштейн показал, что планковская гипотеза квантов позволяет объяснить так называемый фотоэлектрический эффект - способность металлов испускать электроны, когда на них падает свет. На этом основаны современные детекторы света и телекамеры, и именно за эту работу Эйнштейн был награждён Нобелевской премией по физике.
Эйнштейн продолжил работать над квантовой идеей в 1920-х гг., но он был глубоко обеспокоен трудами Вернера Гейзенберга в Копенгагене, Пола Дирака в Кембридже и Эрвина Шрёдингера в Цюрихе, которые разработали новую картину физической реальности, получившую название квантовой механики. Крохотные частицы лишились определённого положения и скорости. Чем точнее мы определим положение частицы, тем менее точно мы сможем измерить её скорость, и наоборот.
Эйнштейн был в ужасе от этой случайности и непредсказуемости в фундаментальных законах и так никогда полностью и не принял квантовой механики. Его чувства нашли выражение в знаменитом изречении: «Бог не играет в кости». Между тем большинство остальных учёных согласились с корректностью новых квантовых законов, которые великолепно согласовывались с наблюдениями и давали объяснения целому ряду прежде необъяснимых явлений. Эти законы лежат в основе современных достижений химии, молекулярной биологии и электроники - технологий, которые преобразили мир за последние полвека.
В декабре 1932 г., поняв, что нацисты вот-вот придут к власти, Эйнштейн покидает Германию и четыре месяца спустя отказывается от немецкого гражданства. Оставшиеся 20 лет своей жизни он провёл в США, в Принстоне, штат Нью-Джерси, где работал в Институте перспективных исследований.
Многие немецкие учёные были евреями по национальности, а нацисты начали кампанию против «еврейской науки», что в числе прочих причин помешало Германии создать атомную бомбу. Эйнштейн и его теория относительности стали основными мишенями этой кампании. Была даже выпущена книга «Сто авторов против Эйнштейна», на что этот последний заметил: «Зачем сто? Если бы я был неправ, хватило бы одного».
После Второй мировой войны он настаивал на том, чтобы союзники учредили всемирное правительство для контроля над ядерным оружием. В 1952 г. ему предложили стать президентом Государства Израиль, но Эйнштейн это предложение отклонил. Однажды он сказал: «Политика существует для мгновения, а уравнения - для вечности».
Уравнения общей теории относительности Эйнштейна - лучшая эпитафия и памятник для него. Они просуществуют столько же, сколько Вселенная.
За последнее столетие мир изменился гораздо сильнее, чем за все предыдущие века. Причиной тому послужили не новые политические или экономические доктрины, а достижения технологии, которые стали возможны благодаря прогрессу фундаментальных наук. И кто может лучше символизировать этот прогресс, чем Альберт Эйнштейн?».
Стивен Хокинг, Мир в ореховой скорлупке, СПб, «Амфора», 2007 г., с. 19-20 и 32-34.
Дополнительные материалы
НАУЧНЫЕ ЗАДАЧИ — плейлист из 25-ти видео
Изображения в статье
Сти́вен Уи́льям Хо́кинг — английский физик-теоретик, космолог и астрофизик, писатель, директор по научной работе Центра теоретической космологии Кембриджского университета. Автор ряда научных трудов по физике черных дыр и космологии / Public Domain
Photo by Taton Moïse on Unsplash
Photo by Michael Dziedzic on Unsplash
Photo by Maks Key on Unsplash
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!
Квантовая запутанность — королева парадоксов
Не так давно физики показали первые результаты работы миссии QUESS и запущенного в ее рамках на орбиту спутника Mozi, обеспечив рекордное разделение квантово запутанных фотонов расстоянием более 1200 км. В будущем это может привести к созданию квантовой линии связи между Пекином и Европой.
Мир вокруг велик и разнообразен – разнообразен настолько, что на одних масштабах проявляются законы, совершенно немыслимые для других. Законы политики и битломания никак не следуют из устройства атома – для их описания требуются свои «формулы» и свои принципы. Трудно представить, чтобы яблоко – макроскопический объект, поведение которого обычно следует законам ньютоновской механики, – взяло и исчезло, слилось с другим яблоком, превратившись в ананас. А между тем именно такие парадоксальные феномены проявляются на уровне элементарных частиц. Узнав, что это яблоко красное, вряд ли мы сделаем зеленым другое, находящееся где-нибудь на орбите. А между тем именно так действует явление квантовой запутанности, и именно это продемонстрировали китайские физики, с работы которых мы начали наш разговор. Попробуем разобраться, что же это такое и чем может помочь человечеству.
Бор, Эйнштейн и другие
Мир вокруг локален – иначе говоря, для того чтобы какой-то далекий объект изменился, он должен провзаимодействовать с другим объектом. При этом никакое взаимодействие не может распространяться со скоростью быстрее световой: это и делает физическую реальность локальной. Яблоко не может шлепнуть Ньютона по голове, не добравшись до нее физически. Вспышка на Солнце не может мгновенно сказаться на работе спутников: заряженным частицам придется преодолеть расстояние до Земли и провзаимодействовать с электроникой и частицами атмосферы. Но вот в квантовом мире локальность нарушается.
Самым знаменитым из парадоксов мира элементарных частиц можно назвать принцип неопределенности Гейзенберга, согласно которому невозможно точно определить величину обеих «парных» характеристик квантовой системы. Положение в пространстве (координата) или скорость и направление движения (импульс), ток или напряжение, величина электрической или магнитной компоненты поля – все это «взаимодополняющие» параметры, и чем точнее мы измерим один из них, тем менее определенным станет второй.
Когда-то именно принцип неопределенности вызвал непонимание Эйнштейна и его знаменитое скептическое возражение «Бог не играет в кости». Однако, похоже, играет: все известные эксперименты, косвенные и прямые наблюдения и расчеты указывают, что принцип неопределенности является следствием фундаментальной недетерменированности нашего мира. И снова мы приходим к несочетанию масштабов и уровней реальности: там, где существуем мы, все вполне определенно: если разжать пальцы и отпустить яблоко, оно упадет, притянутое гравитацией Земли. Но на уровне более глубинном причин и следствий попросту нет, а существует лишь пляска вероятностей.
Парадоксальность квантово запутанного состояния частиц в том и состоит, что «удар по голове» может произойти ровно одновременно с отрывом яблока от ветки. Запутанность нелокальна, и изменение объекта в одном месте мгновенно – и без всякого очевидного взаимодействия – меняет другой объект совершенно в другом. Теоретически мы можем отнести одну из запутанных частиц хоть на другой конец Вселенной, но все равно стоит нам «коснуться» ее партнера, оставшегося на Земле, и вторая частица откликнется моментально. Самому Эйнштейну поверить в это было непросто, и спор его с Нильсом Бором и коллегами из «лагеря» квантовой механики стал одним из самых увлекательных сюжетов в современной истории науки. «Реальность определенна, – как бы говорили Эйнштейн и его сторонники, – несовершенны лишь наши модели, уравнения и инструменты». «Модели могут быть какими угодно, но сама реальность в основе нашего мира никогда не определена до конца», – возражали адепты квантовой механики.
Выступая против ее парадоксов, в 1935 г. Эйнштейн вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном сформулировал свой парадокс. «Ну хорошо, – рассуждали они, – допустим, узнать одновременно координату и импульс частицы невозможно. Но что, если у нас есть две частицы общего происхождения, состояния которых идентичны? Тогда мы можем измерить импульс одной, что даст нам косвенным образом сведения об импульсе другой, и координату другой, что даст знание координаты первой». Такие частицы были чисто умозрительной конструкцией, мысленным экспериментом – возможно, поэтому достойный ответ Нильсу Бору (а точнее, его последователям) удалось найти только 30 лет спустя.
Пожалуй, первый призрак квантово-механических парадоксов наблюдал еще Генрих Герц, заметивший, что если электроды разрядника осветить ультрафиолетом, то прохождение искры заметно облегчается. Эксперименты Столетова, Томсона и других великих физиков позволили понять, что происходит это благодаря тому, что под действием излучения вещество испускает электроны. Однако происходит это совершенно не так, как подсказывает логика; например, энергия высвободившихся электронов не будет выше, если мы увеличим интенсивность излучения, зато возрастет, если мы уменьшим его частоту. Увеличивая же эту частоту, мы придем к границе, за которой никакого фотоэффекта вещество не проявляет – этот уровень у разных веществ разный.
Объяснить эти феномены удалось Эйнштейну, за что он и был удостоен Нобелевской премии. Связаны они с квантованием энергии – с тем, что она может передаваться лишь определенными «микропорциями», квантами. Каждый фотон излучения несет определенную энергию, и если ее достаточно, то электрон поглотившего его атома вылетит на свободу. Энергия фотонов обратно пропорциональна длине волны, и при достижении границы фотоэффекта ее уже недостаточно даже для сообщения электрону минимально нужной для выхода энергии. Сегодня это явление встречается нам повсеместно – в виде солнечных батарей, фотоэлементы которых работают именно на основе этого эффекта.
Эксперименты, интерпретации, мистика
В середине 1960-х Джон Белл заинтересовался проблемой нелокальности в квантовой механике. Ему удалось предложить математическую основу для вполне осуществимого эксперимента, который должен заканчиваться одним из альтернативных результатов. Первый итог «срабатывал», если принцип локальности действительно нарушается, второй – если все-таки он действует всегда и нам придется искать какую-то другую теорию для описания мира частиц. Уже в начале 1970-х такие эксперименты были поставлены Стюартом Фридманом и Джоном Клаузером, а затем – Аленом Аспэном. Упрощенно говоря, задача состояла в создании пар спутанных фотонов и измерении их спинов, одного за другим. Статистические наблюдения показали, что спины оказываются не свободными, а скоррелированными друг с другом. Такие опыты проводятся с тех пор почти непрерывно, все более точные и совершенные – и результат один и тот же.
Стоит добавить, что механизм, объясняющий квантовую запутанность, неясен до сих пор, существует лишь явление – и различные интерпретации дают свои объяснения. Так, в многомировой интерпретации квантовой механики запутанные частицы – это лишь проекции возможных состояний одной-единственной частицы в других параллельных вселенных. В транзакционной интерпретации эти частицы связывают стоячие волны времени. Для «квантовых мистиков» феномен запутанности – еще один повод рассматривать парадоксальный базис мира как способ объяснения всему непонятному, от самих элементарных частиц до человеческого сознания. Мистиков можно понять: если вдуматься, то от последствий кружится голова.
Простой опыт Клаузера–Фридмана указывает на то, что локальность физического мира в масштабе элементарных частиц может нарушаться, и сама основа реальности оказывается – к ужасу Эйнштейна – расплывчатой и неопределенной. Это не значит, что взаимодействие или информация могут передаваться мгновенно, за счет запутанности. Разнесение запутанных частиц в пространстве идет с обычной скоростью, результаты измерения случайны, и пока мы не измерим одну частицу, вторая не будет содержать никакой информации о будущем результате. С точки зрения получателя второй частицы, результат совершенно случаен. Почему же все это нас интересует?
Как запутать частицы: возьмите кристалл с нелинейными оптическими свойствами – то есть такой, взаимодействие света с которым зависит от интенсивности этого света. Например, триборат лития, бета-борат бария, ниобат калия. Облучите его лазером подходящей длины волны – и высокоэнергетические фотоны лазерного излучения будут иногда распадаться на пары запутанных фотонов меньшей энергии (это явление называется «спонтанным параметрическим рассеянием») и поляризованных в перпендикулярных плоскостях. Остается удержать запутанные частицы в целости и разнести как можно дальше друг от друга.
Кажется, при разговоре о принципе неопределенности мы уронили яблоко? Поднимите его и бросьте об стену – разумеется, оно разобьется, ведь в макромире не работает еще один квантово-механический парадокс – туннелирование. При туннелировании частица способна преодолевать энергетический барьер более высокий, чем ее собственная энергия. Аналогия с яблоком и стеной, конечно, очень приблизительная, зато наглядная: туннельный эффект позволяет фотонам проникать внутрь отражающей среды, а электронам – «не замечать» тонкой пленки оксида алюминия, которая покрывает провода и вообще-то является диэлектриком.
Наша бытовая логика и законы классической физики к квантовым парадоксам не слишком-то приложимы, но они все равно работают и широко применяются в технике. Физики как будто (временно) решили: пусть мы пока не знаем до конца, как это работает, но пользу из этого можно извлечь уже сегодня. Туннельный эффект лежит в основе работы некоторых современных микрочипов – в виде туннельных диодов и транзисторов, туннельных переходов и т. д. И, конечно, нельзя забывать о сканирующих туннельных микроскопах, в которых туннелирование частиц обеспечивает наблюдение за отдельными молекулами и атомами – и даже манипуляцию ими.
Коммуникация, телепортация и спутник
В самом деле, давайте представим, что мы «квантово запутали» два яблока: если первое яблоко окажется красным, то второе обязательно зеленым, и наоборот. Мы можем отправить одно из Петербурга в Москву, сохранив их спутанное состояние, но это, казалось бы, все. Только когда в Петербурге яблоко будет измерено как красное, второе станет зеленым в Москве. До момента измерения возможности предсказать состояние яблока нет, потому что (все те же парадоксы!) самого определенного состояния они не имеют. Какой же в этом запутывании толк?.. А толк нашелся уже в 2000‑х, когда Эндрю Джордан и Александр Коротков, опираясь на идеи советских физиков, нашли способ как бы «не до конца» измерять, а значит, и фиксировать состояния частиц.
Используя «слабые квантовые измерения», можно как бы взглянуть на яблоко вполглаза, мельком, стараясь угадать его цвет. Можно проделывать такое снова и снова, фактически не посмотрев на яблоко как следует, но вполне уверенно определиться с тем, что оно, например, красное, а значит, спутанное с ним яблоко в Москве будет зеленым. Это позволяет использовать спутанные частицы снова и снова, а предложенные около 10 лет назад методы позволяют хранить их, запустив бегать по кругу неопределенно долгое время. Остается унести одну из частиц подальше – и получить исключительно полезную систему.
Откровенно говоря, создается ощущение, что пользы в запутанных частицах куда больше, чем принято думать, просто наша скудная фантазия, скованная все тем же макроскопическим масштабом реальности, не позволяет придумать им настоящие применения. Впрочем, и уже существующие предложения вполне фантастичны. Так, на основе спутанных частиц можно организовать канал для квантовой телепортации, полного «считывания» квантового состояния одного объекта и «записи» его в другой, как если бы первый просто перенесся на соответствующее расстояние. Более реалистичны перспективы квантовой криптографии, алгоритмы которой обещают почти «невзламываемые» каналы связи: любое вмешательство в их работу скажется на состоянии запутанных частиц и будет тут же замечено владельцем. Тут-то на сцену и выходит китайский эксперимент QESS (Quantum Experiments at Space Scale – «Квантовые эксперименты в космическом масштабе»).
Компьютеры и спутники
Проблема в том, что на Земле трудно создать надежную связь для разнесенных на большое расстояние запутанных частиц. Даже в самом совершенном оптоволокне, по которому идет передача фотонов, сигнал постепенно затухает, а требования к нему здесь особенно высокие. Китайские ученые даже подсчитали, что если создавать запутанные фотоны и рассылать их в две стороны с плечами длиной около 600 км – по половине расстояния от центра квантовой науки в Дэлинхе до центров в Шэньчжэне и Лицзяне, – то можно рассчитывать поймать по спутанной паре примерно за 30 тыс. лет. Иное дело космос, в глубоком вакууме которого фотоны пролетают такое расстояние, не встречая каких-либо преград. И тут на сцену выходит экспериментальный спутник Mozi («Мо-Цзы»).
На космическом орбитальном аппарате установили источник (лазер и нелинейный кристалл), каждую секунду выдававший несколько миллионов пар запутанных фотонов. С дистанции от 500 до 1700 км одни эти фотоны направлялись в наземную обсерваторию в Дэлинхе на Тибете, а вторые – в Шэньчжэне и Лицзяне на юге Китая. Как и можно было ожидать, основные потери частиц происходили в нижних слоях атмосферы, однако это лишь около 10 км пути каждого пучка фотонов. В результате же канал запутанных частиц покрыл расстояние от Тибета до юга страны – около 1200 км, а в ноябре этого года была открыта новая линия, которая соединяет провинцию Аньхой на востоке с центральной провинцией Хубэй. Пока что каналу не хватает надежности, но это уже дело техники.
В ближайшее время китайцы планируют запуск более совершенных спутников для организации таких каналов и обещают, что уже скоро мы увидим действующую квантовую связь между Пекином и Брюсселем, фактически с одного конца континента до другого. Очередной «невозможный» парадокс квантовой механики обещает очередной скачок в технологиях.