Эксперимент с двумя щелями
Доброго дня! Все наверное слышали про эксперимент с двумя щелями и интерфиренцией света, в квантовой физике. Недавно посмоотрел видео канала ALI где рассказывают о теории британского физика теоретика Дэвида Доича, который объясняет эффект расщеплением вселенных. Так вот я хочу узнать, кто-нибудь проводил этот же эксперимент с двумя наблюдателями? Один наблюдатель должен знать куда проходит фотон, а второй нет. Оба наблюдателя должны быть изолированы. Если теория верна, то они должны видеть разную картинку. Может кто-нибудь может помочь с проведением опыта?
О псевдонаучных спекуляциях и эффекте наблюдателя в квантовой физике
Здравствуйте уважаемые пользователи Пикабу. В моём посте речь пойдёт о том почему невозможно управлять вселенной не привлекая внимания санитаров или же научно говоря от том почему о псевдонаучных спекуляциях и эффекте наблюдателя в квантовой физике. Поверхностно пробегусь по СТО Альберта Эйнштейна, коснусь вопроса парадоксов в квантовой механики и самых распространённых заблуждений на их счёт и то откуда они вообще берут свои корни.
Многие из вас наверняка слышали о знаменитом мысленном эксперименте, придуманном Шредингером на заре становления квантовой физики, которую в своё время не признавал даже Эйнштейн. Настолько она была невероятна.
В то время были открыты так называемые корпускулярно-волновые свойства фотонов (от слова «частица»).
Раньше долгие годы теория Ньютона о том, что пространство-время постоянно и статично, не поддавалась сомнению.
До тех пор, пока один ученый (не помню, как его звали), не забрался высоко в горы. Там он провёл эксперимент, который поразил всех ученых того времени.
Он направил поток света с одной горы на другую. И заметил, что луч света движется не прямо, а изгибается.
Тогда он понял, что пространство вблизи земли, на которой мы живём, не является евклидовым, то есть оно само искривлено.
На вопрос, почему так, ответил Эйнштейн в своей специальной теории относительности.
Гравитация вблизи массивных объектов, таких как земля, под действием её массы искажается. Представьте себе батут, на который положили металлический шар.
В данном случае батут двумерный. То же самое происходит под действием массы земли с самим пространством. Но не только с ним.
Эйнштейн также доказал в СТО, что время и пространство во вселенной неразрывны.
Время вблизи массивных объектов замедляется.
Скорость движения объектов тоже на это влияет.
Каким образом? Свет — это вневременное явление. У фотонов света нет времени. Они не имеют ускорения и массы.
Свет движется с постоянной скоростью, начиная с момента появления фотонов — приблизительно 300 000 километров за одну секунду.
Масса любых других объектов и частиц, из которых состоит материя, — является энергией.
Полная энергия любого материального объекта вычисляется по знаменитой формуле, которую открыл Эйнштейн:
E=mc2
Где E — это полная чистая энергия тела, m — его масса, а c2 — скорость света, умноженная на саму себя (в квадрате).
Таким образом, если расщепить кирпич на чистую энергию :) , то мало никому не покажется. Он сотрёт всю землю в порошок.
Если суммировать общие выводы СТО Эйнштейна, то мы имеем следующее.
Чем быстрее движется объект, тем время для него идёт медленнее.
Чем больше масса, тем сильнее искажается пространство-время. Время идёт медленнее относительно для объекта, который находится вблизи более массивного объекта.
Но это всё не касается света.
Свет уникален тем, что он не имеет хода времени и массы.
Есть мысленный эксперимент чтобы это представить - Представь себе космический корабль который летит со скоростью близкой к скорости света.
Скорость света не достижима для любого объекта и частицы которые имеет массу.
Чем больше она приближается к скорости близкой к скорости света, тем время течет медленней, масса такого объекта растет (помним что масса это энергия), а скорость света максимальна, в свою очередь свет может двигаться со скоростью света так как его фотоны не имеют массы.
Таким образом, чтобы достичь скорости света нам потребуется бесконечная энергия.
При росте скорости общая энергия объекта - E - будет возрастать бесконечно.
Это был краткий экскурс в СТО.
Частицы представляют из себя атомы, атомы состоят из более мелких частиц - электронов, протонов и нейронов.
Которые состоят в свою очередь из кварков.
Которые (по одной гипотезе которая носит название гипотеза супер струн или М-теория) представляют собой невообразимо мелкие многомерные браны.
Все бы ничего, но эти браны могут существовать лишь в многомерном пространстве - времени. С 11 и более измерениями.
В том время как наша вселенная 4 мерно. 3 пространственных измерения и одно временное.
Ученые не могут увидеть браны. Но есть один мысленный эксперимент.
Представьте муравья, который ползёт по электропроводу. Мы смотрим на него издалека и видим, что он то исчезает на другой стороне провода, то появляется.
В данном примере для нас электропровод — двумерный объект, по которому ползёт муравей. То же самое и с бранами — струнами чистой энергии, которые колеблются в гораздо более многомерном пространстве.
Снова мы отошли от нашего кота.
И так вернёмся к опыту Юнга, положившему начало квантовой механике.
Представьте себе такой эксперимент: луч света испускают из источника света в доску, в которой есть две щели.
Он ведёт себя как волна. Почему?
Это просто — волновая интерференция.
А теперь как её представить?
Вместо света мы возьмём волны воды, которые движутся в сторону доски с двумя щелями.
Ударяясь о эту доску, волны частично гасятся. А частично создают колебания на другой стороне доски, создавая другие волны.
На другой стороне доски получаются две волны, которые сталкиваются друг с другом, пересекаясь и создавая волновую интерференцию.
Сейчас посмотрите на эту картинку внимательно, и вы поймёте, о чём идёт речь.
Это интерференция механических волн.
Что касается волн света, то он ведёт себя точно так же.
Но ученые решили попробовать кое-что, что повлекло за собой квантовую теорию о представлении нашего мира.
Они взяли и выстрелили одним единственным фотоном в одну единственную щель на доске. В результате произошло удивительное: свет в лице единственного фотона всё равно являл из себя волну, что является недопустимым по классической механике Ньютона.
Тем самым нарушая её законы и продолжая представлять из себя волну.
Дальше интереснее.
Оказалось, когда с фотоном происходит какое-либо взаимодействие, допустимое в нашей вселенной, например, вблизи фотона находится другой объект или частица, то фотон снова становится частицей.
Ученые назвали это явление — схлопыванием волновой функции.
Обозвали такое схлопывание — эффектом наблюдателя.
Дальше ещё интереснее. Оказалось, что более тяжёлые частицы, вплоть до сложнейших молекул и атомов, ведут себя точно так же при таких же условиях этого эксперимента.
Тогда ученые предложили так называемую копенгагенскую интерпретацию квантовой физики.
В которой говорится, что законы квантового мира существуют лишь для маленьких объектов типа фотонов, электронов и атомов.
Но мы, люди, включая всю материю во вселенной, состоим из этих частиц и не подчиняемся законам квантового мира.
Многие ученые понимали и понимают, что копенгагенская интерпретация по сути своей представляет из себя — мы ничего не знаем о истинной природе и свойствах физики, лежащей в основе нашего мира.
Учёные разделились на два лагеря: прогрессивный — релятивистов и консервативный — классический.
Релятивисты более прогрессивны, но зачастую выдвигали и выдвигают довольно интересные гипотезы, зачастую такие, которые на данный момент развития науки и технологий невозможно доказать экспериментально.
Классический лагерь придерживается в своём большинстве копенгагенской интерпретации, которая разделяет мир макро- и микрообъектов на невообразимый и недоступный в нашем мире и в нашем воображении квантовый мир и мир больших объектов, подчиняющийся ньютоновской механике.
Как я уже говорил ранее, Эйнштейн был ярым сторонником второго лагеря учёных.
И как-то в шутку заявил: «Если квантовая механика верна для больших объектов, то получается, если я не смотрю на луну, она перестаёт существовать». Чем вызвал волну так называемого псевдонаучного учения о влиянии сознания на материю среди недалёких людей.
Он имел в виду другое, представляя в данном примере на свой взгляд всю абсурдность взаимосвязи квантовой механики и мира больших объектов.
И тут масла в огонь подлил Шрёдингер, представив миру свой эксперимент (мысленный, кот не пострадал, а пострадал ли бы кот — это вопрос сугубо философский).
Кота мысленно поместили в коробку, в которой установлен механизм с колбой с ядом и молоточком, который разбивает её в том случае, если частица (да, да, та самая — квантовая) исчезает. Тут стоит пояснить, в физике есть понятие, обозначаемое буквой лямбда — период полураспада частицы.
Это период, во время которого по истечении определённого времени (у каждой из частиц он свой) частица перестаёт существовать с вероятностью 50 на 50 процентов.
Таким образом, наблюдающий за коробкой с котом человек может сказать по истечении этого времени, что кот — либо жив, либо мёртв.
Этот эксперимент показал миру парадокс того, как квантовый мир прямо влияет на мир больших объектов, вызвав ещё большую запутанность в умах учёных.
Получается, что кот и жив, и мёртв одновременно?
Но мы же понимаем, что А не равно Б.
Спекуляции, вызванные на фоне волны популярности этого мысленного эксперимента, до сих пор порождают много псевдонаучных версий о влиянии «эффекта наблюдателя» на внешний мир. Некоторые люди заблуждаются настолько, что наделили сознание человека магическими свойствами, способными определить наличие жизни у кота в коробке после вскрытия. Поговаривают, что некоторые особо изощрённые товарищи в тайне могут управлять вселенной… не привлекая при этом внимания санитаров.
Но это уже совсем другая история. В следующей части я расскажу о возможной связи многомировой интерпретации квантовой механики, когда немного передохну и соберусь с мыслями.
Во второй части (если вам понравилась первая), я попытаюсь объяснить такое что квантовое бессмертие и почему оно имеет место быть в нашем мире - по мнению некоторых учёных, одним из которых был сам Хью Эверетт, по одной, отрицавшего ЗОЖ и отправившийся покорять просторы мультивселенной. (шутка в стиле Моргана Фримена). Я сейчас за ЗОЖ и вам советую. Поэтому во второй части я попытаюсь выразить свою мысль насчет гипотезы квантового бессмертия, проделав мысленный эксперимент - по аналогии с мысленным экспериментов с котом Шредингера, или простыми словами раскрою суть многомировой интерпретации и парадокса квантового бессмертия - на примере револьвера.
Фримен Дайсон
100 лет со дня рождения Фримена Дайсона, американского физика-теоретика, одного из создателей квантовой электродинамики.
«Причина, по которой трудно охватить новую концепцию в любой области науки, всегда одна и та же: современные учёные пытаются представить себе эту новую концепцию в понятиях тех идей, которые существовали прежде.
Сам открыватель страдает от этой трудности больше всех; он приходит к новой концепции в борьбе со старыми идеями и старые идеи ещё долго потом остаются языком, на котором он думает. Максвелл пишет в предисловии к своему «Трактату об электричестве и магнетизме»: «Я приложу все усилия к тому, чтобы представить как можно яснее соотношение между математической формой этой теории и математической формой фундаментальной науки о динамике для того, чтобы мы могли в какой-то мере подготовиться к выбору тех динамических явлений, среди которых мы будем искать иллюстрации или объяснения явлений электромагнитных». Это было написано через семь лет после первой публикации Максвелла о его теории. И он всё ещё не понимал, что создал новую науку, которая имеет равные с динамикой Ньютона права на прилагательное «фундаментальная».
Основной трудностью теории Максвелла в те дни было то, что никто не был в состоянии постичь электромагнитное поле иначе, как в терминах какой-нибудь механической модели; сам Максвелл был искусным изобретателем моделей такого рода»
Интеллектуальный юмор
Отрицательное количество
Вот есть комната без каких либо предметов в ней. Только стены, пол и потолок.
И появился у меня вопрос.
А можно ли сделать так, чтобы в комнате находился предмет в отрицательном количестве и комната типо была не пустой, но при этом пустой?
В нашем понимании предмет либо есть, либо нет.
А вот числа могут уходить за ноль, то есть существовать, но при этом и не существовать.
Раз числа могут, то значит и предметы могут.
Но
Предмет в отрицательном количестве не должен быть, как в примере, который я сейчас приведу:
Склад. В нем на продажу находится 10 пылесосов. Продавая каждый пылесос, ведётся статистика. Через неделю все пылесосы продали, и отвечающий за склад решил файл с статистикой перепроверить. Он обнаружил то, что пылесосов продано 11, хоть их и было 10. Посмотрев по камерам и логам, проверяющий увидел что один из покупателей случайно заплатил за 2 пылесоса, при этом покупав один.*
По идее проданного пылесоса не существует. Но при этом он существует. Но где он существует? Только в цифрах.
А как придумать правильный пример для моего вопроса/ответа?
Сначала я подумал об абсолютной пустоте: ни атомов, ни молекул, вообще ничего. Чтобы эта пустота была в форме предмета, но нет.
Это не отрицательное количество, это пустота.
Вот единственное, что в голову приходит, это кот Шредингера.
Кот в коробке: либо он есть, либо нет.
Можно ли сказать, что кот в отрицательном количестве?
Представим отрезок с числами от -∞ до +∞.
По середине ноль.
Все существующие предметы и их количество можно распределить по этому отрезку.
К примеру 1 дверь, 2 телевизора, 8 цветков, 201 вентиляторов. Ну и конечно 0 партнёров (секунда шутки).
Все существующие предметы имеют количество.
Также на отрезке (не забываем) есть и отрицательные числа, или же числа уходящие за ноль.
Вот теперь пора думать
Кот Шредингера = -1
Почему?
Потому что он есть, но при этом его нет.
Он существует, но его нет.
Также с отрицательными числами, ведь -1 это тоже число, поэтому кот отрицательное число.
Так как кот вполне целый и один, то он является -1.
Если кот Шредингера = -1, то по идее он есть на отрезке, а раз он есть на отрезке, значит он есть, а раз он в отрицательном количестве, то значит в комнате его нет.
Поэтому что бы сделать комнату пустой, но при этом не пустой, нужно сделать эти вещи: закиньте кота в коробку вместе с радиоактивным веществом, поставьте в пустую комнату. Возьмите второго кота, и тоже положите в комнату.
Поздравляю, ваша комната пуста!
Теологии пост
Тут у меня вопрос появился к физикам и верующим людям:
Обряд освящения передает дух святости всему, что освящают. Так появляется святая вода, святые предметы религиозного культа, святые мощи, сухарики, и прочее.
соответственно, если освятить лампочку то она будет святой, и свет он нее тоже будет святым, несущим божественные фотоны.
Можно ли считать свет, исходящий от этой лампы считать несущим святость, как и то что он освещает, и соответственно, освящает?
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.