Скорость света, (фотонов) около 300 тысяч километров в секунду в вакууме, превзойти ее нельзя и с этим никто не спорит.
Квантовая механика говорит о том, что можно "запутать" - то есть, выражаясь обычным языком, "синхронизировать" две элементарные частицы, отнесенные на сколь угодно большое расстояние. Физические опыты были.
2. Изменение состояния одной частицы (спин, например) вызывает мгновенное, независимо от расстояния, изменение состояния другой частицы. То есть, происходит мгновенный, независимо от расстояния, перенос информации.
ВНИМАНИЕ, ВОПРОС.
Получается, что скорость переноса информации может превзойти скорость света?
Порой встречаю в сети (в частности, здесь на Пикабу) непонимание многомировой интерпретации квантовой механики, она же интерпретация Эверетта. В то же время мне кажется, что это самая простая, естественная и логичная интерпретация. Здесь я попробую объяснить ее совсем на пальцах, простыми словами и с рисунками в пейнте, но и, по возможности, без грубых ошибок из-за переупрощения. Понятия из квантовой механики я буду выделять жирным шрифтом. Поехали.
Давным-давно, в Вене, в самой обычной австрийской семье жил самый обычный мальчик по имени Эрвин. И не просто жил, но и работал лаборантом в нашей с вами лаборатории. И так бы он и остался никому не известным обычным мальчиком, если бы в один прекрасный день не принял судьбоносное решение. Он решил во благо науки рискнуть жизнью собственного кота. Выглядело это как-то так:
Эрвин жертвует кота на благо науки. ноябрь 1935, фото в цвете
Экспериментальная установка была простой: кот сажается в коробку. В эту же самую коробку кладется ампула с ядом (с синильной кислотой, уточнение специально для лиги зануд), небольшое количество радиоактивного вещества, таймер, счетчик Гейгера и специальное устройство. Это специальное устройство подключено к таймеру и счетчику Гейгера. Если за отведенное время счетчик Гейгера показывает количество распадов атомов радиоактивного вещества, превышающее пороговое, то специальное устройство разбивает ампулу с ядом. Порог срабатывания подобран таким образом, чтобы вероятность срабатывания составляла 50%.
Иными словами, поведение установки действительно случайно и непредсказуемо. С одинаковой вероятностью ампула как будет разбита, так и останется целой. После открывания коробки, кот в ней с вероятностью 50% окажется живым, а с вероятностью 50% - мертвым.
Принципиальная схема экспериментальной установки нашего лаборанта. ноябрь 1935, коллаж
Собственно, на примере этого эксперимента уже можно начать понимать некоторые понятия квантовой механики. Каждая квантовомеханическая система (в нашем случае - система из одного объекта: кота) находится в каком-то состоянии. Описание текущего состояния квантовомеханической системы производится с помощью волновой функции. Физический смысл этой функции довольно прост: для каждого чистого состояния мы записываем коэффициент, квадрат модуля которого равен вероятности наблюдать систему в этом состоянии. Почему именно квадрату? Так математика удобнее сходится. Там вообще-то фаза еще есть, но эти мелочи нам не важны сейчас.
У нас есть два чистых состояния системы: кот жив и кот мертв. Мы обозначим их |🐱> и |🙀>, соответственно. А состояние суперпозиции, когда кот сидит в коробке ни жив ни мертв, тогда будет 1/√2(|🐱> + |🙀>). Один разделить на корень из двух - это просто число, квадрат модуля которого равен 1/2, и потому обозначает, что вероятность того, что кот жив, равна 1/2, как и вероятность того, что кот мертв.
До открытия коробки кот находится в смешанном состоянии 1/√2(|🐱> + |🙀>). Когда же мы открываем коробку и заглядываем внутрь, происходит измерение, приводящее к разрушению суперпозиции, или, что то же самое, коллапсу волновой функции - она схлопывается из смешанного состояния в одно из чистых (|🐱> или |🙀>).
В этот момент внимательный читатель воскликнет: "Стоп-стоп! Мне кажется, ты втираешь какую-то дичь! Во-первых, что такое "измерение"? А если я только одним глазком подсмотрю? А если я коробку открывать не буду, а просвечу ее рентгеном? Во-вторых, что это за магический "коллапс волновой функции"? А если я издалека посмотрю, то что, это я таким образом быстрее скорости света поменяю состояние потенциально огромной области пространства? Ну а в-третьих, это вообще не многомировая интерпретация, а копенгагенская!"
И читатель будет прав. Описанная выше интерпретация квантовой механики - копенгагенская - проста для поверхностного понимания, но вводит некоторые понятия, которые при ближайшем рассмотрении кажутся очень странными, контрынтуитивными и не помогают строить рассуждения. Этим она многим и не нравится, и поэтому мы и хотим что-нибудь получше - а именно, многомировую интерпретацию. Но сначала нам нужно рассмотреть еще одно понятие из квантовой механики, поэтому мы проведем еще несколько экспериментов.
Принципиальная схема второй экспериментальной установки
Во втором эксперименте возьмем двух котов и посадим их в две коробки, со всей той же машинерией, что и раньше. Теперь в нашей квантовомеханической системе два кота и четыре чистых состояния: |🐱🐱>, |🐱🙀>, |🙀🐱> и |🙀🙀>. А смешанное состояние, когда оба кота ни живы, ни мертвы (или, что то же самое, каждое из четырех состояний имеет вероятность 1/4), будет 1/2 (|🐱🐱> + |🐱🙀> + |🙀🐱> + |🙀🙀>). Заметим, что справедливо следующее математическое выражение: 1/2 (|🐱🐱> + |🐱🙀> + |🙀🐱> + |🙀🙀>) = 1/√2(|🐱> + |🙀>) * 1/√2(|🐱> + |🙀>). То есть, наше смешанное состояние большой системы (состоящей из двух котов) раскладывается в произведение состояний маленьких систем по отдельности. Такие системы называются не запутанными.
Попробуем теперь сделать запутать наших котов. Чтобы сделать это, проделаем в стенке между коробками дверцу, и откроем ее, прежде чем открывать коробки. Если хотя бы один кот был отравлен, то и второй тоже умрет.
Принципиальная схема эксперимента по достижению квантовой запутанности
Что мы видим в этом эксперименте? Сначала система находилась в состоянии 1/2(|🐱🐱> + |🐱🙀> + |🙀🐱> + |🙀🙀>), как и в прошлый раз. Потом мы открыли дверцу, и состояния, когда умер только лишь один из двух котов, превратились в состояние, когда они умерли оба. То есть, система перешла в состояние 1/2|🐱🐱> + √3/2|🙀🙀>. Мы помним, что квадрат модуля коэффициента перед состоянием - это вероятность наблюдать систему в этом состоянии, то есть, наши коты с вероятностью 1/4 оба живы и с вероятностью 3/4 оба мертвы. Ну и, открыв коробку, мы, как и в прошлый раз, сколлапсировали волновую функцию в одно из базовых состояний.
В отличие от предыдущего эксперимента, здесь состояние 1/2|🐱🐱> + √3/2|🙀🙀> не раскладывается в произведение каких-нибудь состояний отдельных котов. То есть, наши коты запутаны. Мы смогли этого добиться благодаря тому, что они провзаимодействовали друг с другом при открытии дверцы между коробками.
Ну и самый последний эксперимент. Пусть наш лаборант-живодер Эрвин, раз такой смелый, сам полезает в коробку и повторит в ней первый эксперимент, а мы посмотрим.
Эрвин в коробке проводит эксперимент над котом. ноябрь 1935, фото в цвете
Эрвин равновероятно находится или в радостном состоянии (|😃> ), или в грустном (|😢>). Кот тоже равновероятно или жив (|🐱>), или мертв (|🙀>). Все вместе это задается состоянием суперпозиции 1/2(|😃🐱> + |😃🙀> + |😢🐱> + |😢🙀>). Как легко заметить, Эрвин и кот не запутаны. Когда же Эрвин открывает коробку с котом и заглядывает в нее (то есть, когда в первом эксперименте у нас происходило измерение и коллапс волновой функции), это приводит к их запутыванию. После открытия коробки у нас либо Эрвин рад, а кот жив, либо Эрвин грустен, а кот мертв, то есть, состояние системы 1/√2(|😃🐱> + |😢🙀>).
Собственно, здесь мы и приходим к ключевым моментам многомировой интерпретации квантовой механики. Нет измерений и нет коллапса волновой функции, равно как и нет мгновенного изменения состояния удаленных друг от друга систем. То, что копенгагенская интерпретация называет "измерением" - это всего лишь запутывание наблюдателя с объектом его измерения. Разумеется, если он с ним запутался, то в каждой из веток волновой функции (в данном случае - |😃🐱> и |😢🙀> по отдельности) нет смысла делать повторные измерения, так как они приведут к тому же самому наблюдаемому результату (то есть, с точки зрения Эрвина, наблюдателя, наблюдается коллапс волновой функции). "Мирами" в этой многомировой интерпретации иногда называют ветви волновой функции. Мол, у нас есть один мир, где Эрвин рад и кот жив, и другой мир, где Эрвин грустен и кот мертв. Какой из них более реален? Да никакой, они одинаково реальны или нереальны, пока мы большую коробку не откроем (и уже сами не запутаемся с Эрвином и котом).
Достоинство многомировой интерпретации квантовой механики, на мой взгляд, в том, что она отвечает на вопросы, которые остаются у читателя, осознавшего копенгагенскую интерпретацию. Причем отвечает достаточно полно и по существу, не приводя к новым вопросам. Ну а недостаток в том, что слово "многомировая" из названия ассоциируется с какими-то путешествиями между вселенными и прочей антинаучной дичью.
Надеюсь, кому-нибудь это было интересно, если остались вопросы - пишите
Видеоигра BioShock Infinite от прочих игр серии, да и игропрома в целом, отличается тесной связью сюжета с квантовой механикой. Разбираемся, какие именно физические концепции вдохновляли авторов легендарного шутера. Спойлер алерт: пост рекомендуется к прочтению только после полного прохождения игры.
Сюжет
Сюжет игры вертится вокруг побега юной Элизабет — наследницы Захари Хейла Комстока, основавшего летающий город Колумбия в 1893 году. Мы играем за частного сыщика Букера ДеВитта, которого наняли загадочные близнецы — физики Розалинда и Роберт Лютесы — для организации побега Элизабет в обмен на закрытие долгов.
По ходу игры мы выясняем, что ученые играют ключевую роль в событиях во вселенной BioShock Infinite. Строго говоря, Розалинда и Роберт — это не брат и сестра, как они представляются людям, а два варианта одного и того же человека из параллельных миров. Расщепление реальностей происходит в моменты совершения судьбоносных решений — и это прямая отсылка ко многомировой интерпретации квантовой механики.
Взаимодействие между мирами стало возможным благодаря независимым открытиям Лютесов нового типа взаимодействия (поле Лютес). Изначально этот физический эффект заключался в левитации отдельного атома (частицы Лютес). Розалинда на деньги Комстока смогла масштабировать эффект на массивные тела, благодаря чему стало возможно создание целого летающего города.
Продолжая эксперименты с воздействием на атом полем Лютес, ученая обнаружила, что на тот же самый атом воздействует что-то еще. Оказалось, что поле Лютес проникает во все миры сразу. В одном из параллельных миров Роберт Лютес проводил аналогичные опыты с другой версией этого атома. Скоро физики установили друг с другом контакт посредством азбуки Морзе и объединили усилия. Коллаборация создала машину Лютесов, которая открывает полноценные порталы (разрывы) между мирами, и Роберт переместился в Колумбию, которой не существовало в его реальности (потому что там не существовало Комстока).
Последовавшая далее по сюжету гибель «близнецов» им не особенно повредила: Лютесы приобрели неуязвимость и способность появляться в любой из версий миров в любом месте и любом времени. Ученые приняли решение использовать эту способность для предотвращения катастрофы — войны, которую могла развязать Колумбия.
Рождение квантовой механики и левитация атомов
По меркам нашей с вами реальности открытия Розалинды и Роберта существенно опередили свое время. Они свободно оперируют терминами из квантовой механики, в то время как на самом деле эта область физики начала развиваться лишь в XX веке, после статьи Макса Планка 1900 года. Это была попытка описать спектр абсолютно черного тела, для которой физику пришлось допустить, что энергия электромагнитного излучения испускается и поглощается отдельными «порциями» (собственно, квантами).
Физики отказались от классической онтологии для корректного описания микромира только к середине 20-х годов XX века — усилиями Нильса Бора, Эрвина Шрёдингера и многих других. В 1930 году Поль Дирак подвел строгий математический базис под квантовую механику и связал ее со специальной теорией относительности, опубликовав книгу «Принципы квантовой механики». Во вселенной Bioshock Infinite эту книгу еще в в середине 80-х годов XIX века написала Розалинда Лютес.
BioShock Infinite / 2K Games
Идея «квантовой левитации» атомов — так окрестили открытие Розалинды ее современники — не такая уж фантастическая, как кажется. Сегодня мы умеем манипулировать атомами с помощью оптических пинцетов — лазерных лучей, сфокусированных в одну точку, в которой гравитация атома компенсируется воздействием оптической силы (подробнее об этом изобретении читайте в материале «Скальпель и пинцет»).
Впрочем, принцип работы оптических ловушек далек от идеи поля Лютес, которое как-то влияет на гравитацию тела. Причем механизм этого воздействия не очень ясен. В основной части игры мы узнаем, что атом просто «отказывается падать». Это можно интерпретировать как подавление константы связи между массой и гравитационным полем без какого-либо изменения остальных взаимодействий, в которых участвует материя.
В результате выключения гравитации тела должны какое-то время двигаться вровень с поверхностью Земли (для наблюдателя рядом — оставаться на месте) по инерции, а затем, по мере вращения планеты, взлетать — подобно камню, выпущенному пращей.
Однако в домах Колумбии не царит невесомость, да в дополнении Burial at Sea частицы Лютесов сразу после активации поля стремятся вверх, что больше похоже на антигравитационное отталкивание. В целом, воздействие поле Лютес на материю напоминает эффект массы из Mass Effect (о нем подробнее читайте в материале «Масса эффектов»).
Война интерпретаций
Квантовая механика позволяет объектам находиться в суперпозиции состояний с какими-либо четко определенными свойствами (наблюдаемыми). Например, подброшенная квантовая монетка в каждый момент времени находится не в одном из двух чередующихся состояний (орел или решка), а в их смеси. Такие простые квантовые системы в физике называют кубитами.
Эксперимент показывает, что результат измерения, то есть броска монетки, имеет вероятностный характер. Причем эта вероятностность — фундаментальное свойство мира, а не чисто эпистемологический эффект, связанный с наличием каких-либо скрытых параметров в экспериментах, результаты которых удобно объяснять, введя понятие суперпозиции. Иными словами, классическая физика убеждена, что если она знает все начальные условия броска, то может точно предсказать его результат. Квантовая же физика знает, что полнота знания ей с этим не поможет: в любом случае придется ждать результата.
Другой парадокс связан с тем, как вместе с принятием посылок квантовой механики меняется наше представление о самом акте измерения. Этот процесс в любом варианте опосредуется взаимодействием между квантовым объектом, частицей, — и классическим объектом, измерительным прибором. Но прибор, в конце концов, это сумма всех его частиц, а значит тоже должен квантоваться. А уравнения квантовой механики говорят нам, что если частица в суперпозиции взаимодействует с другой (например, атом излучает фотон), то обе частицы оказываются запутанными. Это выражается в том, что представить волновую функцию всей системы в виде произведения волновых функций частиц по отдельности — математически невозможно. Вместо этого мы имеем сумму, каждое слагаемое которой соответствует одному из вариантов развития событий (с точки зрения наблюдаемой первой частицы) с некоторым вероятностным весом.
Но на практике мы наблюдаем лишь то, что частица просто находится в одном из состояний, из которых должна быть построена ее суперпозиция. Эта проблема встает очень остро, когда мы пытаемся сохранить квантовую запутанность для большого числа объектов — нам это нужно при создании квантового компьютера. Взаимодействие со средой разрушает ее. Физики называют этот процесс декогеренцией.
Исторически первой интерпретацией квантовой механики — то есть описания физической реальности, которая стоит за абстрактными математическими уравнениями, — была копенгагенская. Ее сформулировали Бор и Гейзенберг. Согласно ей редукция (или коллапс) волновой функции при измерении — это объективный и необратимый процесс, который происходит вне рамок процессов, которые описывает уравнение Шрёдингера. И понимать то, что сообщает уравнение Шрёдингера о состоянии квантового объекта до коллапса его волновой функции, надо буквально. В этот момент он действительно находится во всех возможных состояниях, шанс которых «выжить» после измерения отличается.
В середине XX века Хью Эверетт предложил, а Брайс Девитт (в честь него, кстати, получил свою фамилию протагонист BioShock Infinite) развил другой подход к проблеме измерения. В многомировой интерпретации предполагается, что в момент взаимодействия прибор в самом деле запутывается с квантовой частицей, равно как и лаборант, который следит за его показаниями. Тогда каждый член получившейся волновой функции описывает ситуацию, в которой лаборант вместе с прибором наблюдают коллапс состояния частицы, но результат этого коллапса будет разный в разных членах. А эта волновая функция (и все ее члены) — часть еще более крупной системы, которая в пределе представляет волновую функцию всей Вселенной. И поскольку всю Вселенную никто не наблюдает, ее волновая функция не коллапсирует (и не сколлапсирует), так что локальные события до бесконечности продолжают ветвиться, множа все больше параллельных вариантов развития событий.
Многомировая интепретация имеет множество вариаций. В ряде из них учитывается запутанность всех вселенных в мультиверсе между собой, что, без сомнения, очень привлекательно для научной фантастики. Неспроста BioShock Infinite регулярно подвергается сравнению с другими произведениями. По мнению авторов книги «Создание трилогии BioShock. От Восторга до Колумбии», сюжет Infinite больше всего напоминает таковой у сериала «Грань» (Fringe) — причем не только наличием параллельных вселенных, но и темой похищения ребенка, способностями отдельных персонажей и многим другим.
Зачем физикам метафизика
Помимо многомировой и копенгагенской интерпретацией существует еще с десяток других, включая «никакую» интерпретацию, выраженную фразой «Заткнись и считай!».
Как показывают опросы физиков (совершенно нерепрезентативные, впрочем), копенгагенский и многомировой варианты — самые популярные среди специалистов по квантовой механике, которым не лень принять ту или иную позицию (их общее число примерно такое же, как и число ученых, индифферентных к интерпретации квантмеха).
Важно, однако, то, что разговоры об интерпретации это уже область сугубо метафизическая — у нас нет способа верифицировать ни одну из них и потому выбирать какую-то из них совершенно не обязательно, все сводится к личным предпочтениям конкретного человека (то есть являются вопросом веры или, если угодно, философских убеждений). Из-за этого многие физики довольно болезненно воспринимают ситуацию, когда популярное изложение квантовой механики опирается на строго одну из интерпретаций как истинно верную.
Многомировая интерпретация как драйвер сюжета
Разберемся теперь, как многомировая интерпретация вплетена в мир Bioshock Infinite. И начнем с близнецов.
Квантовый мультиверс предполагает, что расщепление миров должно начинаться с события атомарного масштаба. Если Лютесы имеют разный пол в разных версиях реальности, значит этому должно предшествовать одно или несколько таких событий. Что бы это могло быть?
Розалинда уверена, что их с Робертом геном отличается всего на одну хромосому: X у нее вместо Y у него. Эти две хромосомы отличаются по размеру более, чем в пять раз. Учитывая, что X-хромосома содержит в себе около 150 миллионов пар оснований, сложно представить простой физический процесс (или даже несколько), которые могли бы привести к тому, что геном двух людей отличался всего лишь одной хромосомой. Другими словами, слова «всего одно» для квалификации отличия Розалинд от Роберта подходит здесь не очень хорошо.
Гораздо более правдоподобным кажется сценарий, в котором одна или несколько мутаций мешают сформироваться мужской половой системе. А поскольку по умолчанию половая система развивается по женскому типу, носитель таких мутаций может вырасти женщиной — как внешне, так и на гормональном уровне — несмотря на то, что его клетки содержат Y-хромосому. По такому принципу возникают, например, синдром Свайера и синдром нечувствительности к андрогенам, — причем в обоих случаях может хватить одной или нескольких точечных мутаций. Можно представить себе, что вселенная расщепилась на две: в одной квант ионизирующего излучения испустился и вызвал мутацию, а в другой не испустился (и, соответственно, никакой мутации не вызвал). Такая же запутанность может возникнуть и при поглощении кванта. Мутации могут быть вызваны и туннелированием протона — мы рассказывали, что этот процесс также существенно квантовый.
Играя внимательно, можно понять, что альтернативные миры могут отличаться друг от друга совсем небольшими деталями.. Чтобы свергнуть Комстока с помощью Букера, Лютесы прокручивают историю раз за разом, перебирая различные варианты развития событий. К этому отсылает фраза про «константы и переменные», которую мы слышим во время прохождения игры. Ученые контролируют процесс с помощью калибровочных тестов: подбрасывания монетки и выбора украшения для Элизабет. В первом случае монета всегда падает одной стороной (константа), во втором случае возможна вариативность (переменная). Судя по отметкам на доске, которую держит Роберт, игрок управляет 123 попыткой спасти Элизабет.
BioShock Infinite / 2K Games
Идея о том, что каждый атом представлен в каждом члене суммы глобальной волновой функции, развита в способностях Элизабет. Согласно событиям игры, она была похищена из своего мира в тот, где она никогда не рождалась, но при переходе часть ее мизинца осталась в родном мире. Лютесы утверждают, что это по какой-то причине дало ей способность создавать разрывы (причем в любую точку пространства-времени другого мира), для блокировки которых им пришлось разработать специальное устройство — «сифон».
Элизабет открывает разрыв ко входу в парижский кинотеатр, где в 80-х годах XX века собираются показывать «Месть Джедая»
BioShock Infinite / 2K Games
Если придерживаться логики игры, то Элизабет умеет создавать и поддерживать лютесово поле. Это согласуется с эффектом разрушения сифона — после него разум всех Элизабет во всех мирах синхронизировался, что похоже на состояние «общего атома», с которым работали Розалинда и Роберт. Это очень красивый ход, но он не очень хорошо стыкуется с многомировой запутанностью. Эта интерпретация хорошо подходит для описания волновых функций частиц. Но у нас нет никаких гарантий, что все версии Элизабет состоят из одних и тех же «общих атомов».
Дополнение Burial at Sea показывает, что происходит в случае смерти одной из копий: мир, где она происходит, становится для Элизабет недоступным. Попасть туда она может, только если выйдет из суперпозиции — другими словами, сколлапсирует. Тут авторы игры вообще отступают от многомировой интерпретации — коллапс волновой функции это фишка из копенгагенской интерпретации, во многомировой его нет.
Решения Элизабет — не единственные примеры коллапса в игре. Мы также встречаем настойки (infusions) — напитки, повышающие боевые характеристики Букера. Это мерцающие разным цветом бутылочки, которые обретают конкретный цвет и свойства, когда игрок делает выбор. Считается, что, как и Элизабет, настойки находятся в состоянии квантовой суперпозиции, а игрок «измеряет» их, выпивая.
Оперевшись на нелинейный мультиверс, разработчики с неизбежностью притащили во вселенную игры все причитающиеся этой концептуальной системе парадоксы вроде парадокса убитого дедушки (о нем и других временных парадоксах мы рассказывали в материале «Убить дедушку и выжить»). Впрочем, этим парадоксам у авторов нашлось применение: Лютесы уверены, что если довести ситуацию в конкретном мире до парадокса, то соответствующая ветка развития событий будет уничтожена, и именно этот механизм используется в игровой концовке. Даже если принять за аксиому, что парадокс стирает миры (для чего нет особых оснований), удаление «комстоковых» вселенных должно исключить существование самих Лютесов, которых мы, тем не менее, встречаем в дополнении. Логические нестыковки и дыры — это одна из самых частых претензий к игре со стороны критиков.
И все же BioShock Infinite чрезвычайно хорош тем, что глубоко лезет в идеи из квантовой физики. Конечно, о реализме показанного в игре можно говорить лишь на концептуальном уровне, однако и этого немало. Сюжетные повороты, концовки основного сюжета и дополнения до сих пор заставляют игроков разбираться с пост-ньютоновскими физическими концепциями и их метафизическими обвесами. В конце концов, саму игру также можно рассматривать, как очередную интерпретацию реальности, с которой большинство профессиональных физиков взаимодействуют лишь на уровне абстрактных уравнений, — что, безо всякого сомнения (говорю это как физик-теоретик!) полезно и для ученых, и артистов.
Физик Мелвин Вопсон провел увлекательное исследование, которое подтвердило гипотезу о том, что Вселенная может оказаться подобна компьютерной симуляции.
В работе ученого «Второй закон инфодинамики и его последствия для гипотезы моделируемой вселенной», опубликованной 6 октября 2023 года в научном журнале AIP Advances, было сформулировано новое правило, основанное на втором законе термодинамики, которое предсказывает генетические мутации и оценивает предполагаемые последствия. В нем говорится, что (в случае изолированных систем) энтропия, то есть мера беспорядка или хаоса, обычно увеличивается или остается постоянной со временем. Однако в информационных системах эта характеристика может быть сокращена или оставаться стабильной. Именно этот принцип стал основой для открытия Вопсона, которое он назвал вторым законом инфодинамики.
Согласно этому “правилу”, информационные системы удаляют избыточную информацию, подобно процессу сжатия или удаления ненужного кода в компьютерных симуляциях. Подобный подход позволяет экономить место для хранения и оптимизировать энергопотребление. Представьте, что наша Вселенная является огромной информационной системой, где все происходящие события и объекты могут быть описаны и закодированы. Используя второй закон инфодинамики, мы можем предположить, что Вселенная стремится к оптимизации своей информационной структуры, удаляя излишние данные и сохраняя лишь необходимые для функционирования системы.
Открытие Вопсона приводит к интригующим выводам и возможностям. Если мы живем в симуляции, то это означает, что наша реальность может быть подобна огромному компьютерному программному коду. И если Вселенная стремится к экономии информации, то это может объяснить ряд явлений, которые мы наблюдаем. К примеру, генетические мутации и эволюция могут быть результатом процессов сжатия и оптимизации информации внутри симуляции. Это также может объяснить почему некоторые законы физики кажутся такими точными и упорядоченными – просто они являются частью “основного кода” Вселенной.
Невзирая на стройность гипотезы, идея о том, что мы можем жить в симуляции, вызывает у многих людей удивление.
Давно мучила задача: если два фотона будут удаляться друг от друга в противоположные стороны, то какова будет их суммарная скорость и почему? Хз куда залетит, почитаю комментарии, и подумаю, стоит ли писать ответ с моей точки зрения(правда очень много писать придется)
Создатель первой квантовой теории атома Нильс Бор был известен среди физиков умением подобрать невероятные аналоги для объяснения сложных физических явлений. Он пришел в физику в один из ее переломных моментов, когда лорд Кельвин (В. Томсон) сожалел о следующих поколениях физиков, которым остались лишь доделки в совершенном здании науки. Но в то же самое время накопленный экспериментальный материал и работы Планка и Эйнштейна показали непривычные для нашего восприятия закономерности микромира.
1 Нильс Бор в юности
Нильс Бор получил признание в качестве талантливого исследователя, хотя в школе он не выделялся способностями. Но в Копенгагенском университете он смог проявить себя — дипломная работа, в которой он описал определение поверхностного натяжения воды по вибрации водяной струи, принесла ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Став бакалавром в 1907 году, а затем магистром 1909, он занимался теорией электронов в рамках докторской диссертации. Его эксперименты показали, что электродинамика не способна объяснить возникновение магнитных явлений в металле. Бор пришел к выводу, что классическая теория не способна полноценно описать явления на уровне взаимодействия атомов и электронов.
И вскоре в жизни Бора произошла встреча с Эрнестом Резерфордом, перевернувшая его жизнь. Увидев его на ежегодном праздничном обеде в Кавендишской лаборатории, Бор заинтересовался работой Резерфорда по изучению радиоактивности элементов и строению атома. Чтобы познакомиться с его моделью, Бор переезжает в Манчестер на несколько месяцев, и начинает под руководством Резерфорда проводить собственные исследования. Спустя годы, это привело его к созданию собственной теории строения атома процессов взаимодействия элементарных части с нашей средой.
Так Нильс Бор вопреки словам лорда Кельвина внес вклад в новую революцию в физике, которая открыла иные законы квантового мира. Она проходила в острой борьбе с классическим представлением о мире.
2 Нильс Бор с Альбертом Эйнштейном отдыхают
Незадолго до своей смерти Нильс Бор приезжал с докладом на семинар П.Л. Капицы. Тогда Ландау спросил его о секрете, который позволил ему привлечь к себе столько талантливых молодых людей. На это Бор откровенно ответил в своем стиле: «Никакого особого секрета не было, разве только то, что мы не боялись показаться глупыми перед молодёжью».
1) «В свободное от философии и футбола время Нильс уходил в лабораторию. Во время практических занятий по неорганической химии он установил своеобразный рекорд в битье посуды. Однажды, услышав, как по лаборатории прокатилась волна взрывов, Нильс Бьёррум, преподаватель химии, сказал, не оборачиваясь: «Это Бор». И он не ошибся. Нильс, несомненно, умел обращаться с оборудованием, но его, однако, подводила любознательность. Переход от отвлеченной философии к конкретному эксперименту был чреват некоторыми осложнениями, но сам Нильс не видел в этом ничего особенного. Когда его спрашивали об этом, он отвечал, что он не только мечтатель. «Я хотел работать как следует», — говорил он.
Уже ни у кого не оставалось сомнения, что основным призванием Нильса, несмотря на увлечение эпистемологией, футболом и философией, была физика. В те дни ему и в голову не приходило, что новая физика, в создании которой он со временем примет самое непосредственное участие, окажется «философской сокровищницей, заключавшей в иной форме те идеи и связи, о которых он думал»