Физики обошли законы квантовой механики и прочитали нечитаемое. Законы квантовой физики
Физики обошли законы квантовой механики и прочитали нечитаемое
12:0220.09.2016
(обновлено: 12:36 20.09.2016)
296935711
МОСКВА, 20 сен – РИА Новости. Израильские ученые заявляют о том, что им удалось восстановить информацию, потерянную в ходе квантовых измерений, и тем самым обойти пределы по точности замеров, налагаемые принципами квантовой механики, говорится в статье, опубликованной в журнале Europhysics Letters.
"Никто раньше не задумывался о том, как мы можем восстановить данные, потерянные в ходе квантовых измерений. С другой стороны, эта проблема связана с тем, как мы можем находить людей, подслушивающих наши квантовые линии связи, и это изучалось нашими коллегами уже довольно долго", — заявил Ади Манн (Ady Mann) из Технологического института Израиля в Хайфе (Израиль).
Принцип неопределенности Гейзенберга — фундаментальный закон квантовой механики — ограничивает точность измерения скорости и положения частиц. В соответствии с ним можно или точно измерить положение частицы, или определить, с какой скоростью она движется, что ограничивает точность квантовых замеров и заставляет ученых идти на разные ухищрения при разработке квантовых систем.
К примеру, одной из таких хитростей является прием, который физики называют "сжатием света". Он минимизирует эту неточность и позволяет максимально точно измерить один из двух параметров — его амплитуду или фазу за счет полного незнания второго свойства. И при применении "сжатого света", и при обычных квантовых замерах часть информации, которую несли в себе изучаемые частицы, безвозвратно теряется.
Физики из Китая и Канады провели "городскую" телепортацию Манн и его коллега Михаэль Ревзен (Michael Revzen) нашли способ восстановить часть этой потерянной информации, изучая то, что происходит с частицами в том случае, когда ученые замеряют их состояние или случайно, не осознавая того, что они проводят замеры, или замеряя иные свойства, которых на самом деле у изучаемой частицы нет.
Как объясняют ученые, любые наблюдения, и осознанные, и случайные, за квантовой системой можно разделить на два компонента — собственно квантовую часть замеров, и классическую часть, выражающуюся в акте записи результатов этих наблюдений при помощи приборов. Ревзен и Манн считают, что классическая часть замеров может содержать в себе часть "потерянной" информации, которую, по их мнению, можно извлечь, если перед замерами "запутать" изучаемую частицу с другой квантовой системой.
Физики: опыт не подтвердил того, что Вселенная является голограммой Во время наблюдений исследователь будет одновременно проводить "слепые" замеры сначала на первой частице, а затем осознанные наблюдения на всей системе в целом, что позволит ему получить некоторое представление о других свойствах частиц, измерявшихся в первой части опытов, даже если он не знает, что именно замерялось и какие результаты были получены.
"Сейчас мы пытаемся найти исчерпывающее доказательство того, что при таких замерах мы получаем максимально возможное количество информации, а также найти четкое определение тому, что действительно является "нечитаемым" и "неопределяемым" в квантовых системах. Этот вопрос сегодня является самой непонятной и туманной для нас частью квантовой механики", — заключает Ревзен.
ria.ru
Основные законы квантовой физики — КиберПедия
Квантовая физика — наиболее обсуждаемый и скандальный раздел науки. По сути, это одно из самых эффективных и точных открытий теоретической области знания. Законы квантовой физики, будучи примененными для расчета эксперимента, показывают ничтожные отклонения результатов — порядка миллионных долей процента. На каком же утверждении основана квантовая физика?
Физика микромира, изучающая поведение атомов и процессы, происходящие при их взаимодействии, предусматривает механическую модель. То есть, атом условно можно представить в категориях, понятных каждому человеку. Законы квантовой физики, напротив, представляют атом в виде элементарной частицы, имеющей свойства материальной точки и волны излучения одновременно.
Основная теория, на которой базируется квантовая физика, гласит:
Энергия в любом виде поглощается или выделяется только отдельными порциями. Они, в свою очередь, могут состоять только из целого числа условных объектов, названных квантами. Энергия одного кванта определяется как произведение частоты на некий коэффициент пропорциональности. Этот коэффициент, позже названный «постоянная Планка», был впервые введен Максом Планком и прозвучал в его докладе 14 декабря 1900 года. Именно этот день стал датой рождения теории квантов и положил начало процессу, который зародил законы квантовой физики. Начальное понимание принципов квантовой физики, а именно — основного правила двойственности свойств любого объекта (корпускулярно — волновой дуализм) привело к открытию фотонов. Пытаясь объяснить механику фотоэффекта различных материалов, Альберт Энштейн выдвинул теорию, что свет состоит из отдельных квантов. Формулы, описывающие энергию, импульс и массу фотонов — относятся к базовым законам, описывающим квантовую природу не только света, но и любого другого высокочастотного излучения.
Виды фундаментальных взаимодействий
Многие основополагающие концепции современного естествознания прямо или косвенно связаны с описанием фундаментальных взаимодействий. Взаимодействие и движение – важнейшие атрибуты материи, без которых невозможно ее существование. Взаимодействие обусловливает объединение различных материальных объектов в системы, т. е. системную организацию материи. Многие свойства материальных объектов производны от их взаимодействия, являются результатом их структурных связей между собой и взаимодействий с внешней средой.
К настоящему времени известны четыре вида основных фундаментальных взаимодействий:
· гравитационное;
· электромагнитное;
· сильное;
· слабое.
Гравитационное взаимодействие характерно для всех материальных объектов вне зависимости от их природы. Оно заключается во взаимном притяжении тел и определяется фундаментальнымзаконом всемирного тяготения: между двумя точечными телами действует сила притяжения, прямо пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. гравитонами, существование которых к настоящему времени экспериментально не подтверждено.
Электромагнитное взаимодействие связано с электрическими и магнитными полями. Электрическое поле возникает при наличии электрических зарядов, а магнитное поле – при их движении. В природе существуют как положительные, так и отрицательные заряды, что и определяет характер электромагнитного взаимодействия. Например, электростатическое взаимодействие между заряженными телами в зависимости от знака заряда сводится либо к притяжению, либо к отталкиванию. При движении зарядов в зависимости от их знака и направления движения между ними возникает либо притяжение, либо отталкивание. Различные агрегатные состояния вещества, явление трения, упругие и другие свойства вещества определяются преимущественно силами межмолекулярного взаимодействия, которое по своей природе является электростатическим.
Сильное взаимодействие обеспечивает связь нуклонов в ядре и определяет ядерные силы. Предполагается, что ядерные силы возникают при обмене между нуклонами виртуальными частицами – мезонами.
Наконец, слабое взаимодействие описывает некоторые виды ядерных процессов. Оно короткодействующее и характеризует все виды бета-превращений.
Обычно для количественного анализа перечисленных взаимодействий используют две характеристики: безразмерную константу взаимодействия, определяющую величину взаимодействия, и радиус действия.
Сильное взаимодействие отвечает за устойчивость ядер и распространяется только в пределах размеров ядра. Чем сильнее взаимодействуют нуклоны в ядре, тем оно устойчивее, тем больше его энергия связи, определяемая работой, которую необходимо совершить, чтобы разделить нуклоны и удалить их друг от друга на такие расстояния, при которых взаимодействие становится равным нулю. С возрастанием размера ядра энергия связи уменьшается. Так, ядра элементов, находящихся в конце таблицы Менделеева, неустойчивы и могут распадаться. Такой процесс часто называется радиоактивным распадом.
Взаимодействие между атомами и молекулами имеет преимущественно электромагнитную природу. Таким взаимодействием объясняется образование различных агрегатных состояний вещества: твердого, жидкого и газообразного. Например, между молекулами вещества в твердом состоянии взаимодействие в виде притяжения проявляется гораздо сильнее, чем между теми же молекулами в газообразном состоянии.
cyberpedia.su
Почему законы квантовой и классической физики различаются?
Физические законы - это не то "как устроена природа на самом деле". Законы придумывают люди, наблюдая за природой. В одних случаях (микромир) природа ведёт себя одним образом, в других случаях (макромир, "обычный мир") - другим. Люди это наблюдают, подбирают подходящие формулы - и появляется закон.
Почему ньютоновский закон всемирного тяготения F = G * m1 * m2 / (r * r) таков? Как он работает? Вряд ли каждая планета, комета, астероид определяют на глаз все ближайшие объекты и с помощью какого-то встроенного калькулятора перемножают, складывают и так решают, куда им лететь. Нет, тут наверняка что-то другое. Но Ньютон не дал ответа на этот вопрос. Он сам не знал, почему планеты именно так себя ведут. Он просто как следует подумал - и догадался, что формула (написанная выше) сюда идеально подходит. Вот и весь закон.
А когда физики наблюдают за природой на квантовом уровне, они замечают, что здесь классические формулы неверны. Можно было бы, конечно, вычеркнуть всю ньютоновскую физику и сказать что "на самом деле" все эти формулы вот такие (если распространить законы квантового мира на большой мир, то получится как раз ньютоновская механика, только в гораздо более сложном виде). Но зачем отказываться от хороших, проверенных формул, если существует множество прикладных областей, где эти формулы удобнее?
P. S. К тому же есть ситуации, в которых квантовые законы совсем плохо подходят (считай, не подходят вообще) для расчётов. Я имею в виду известное "противостояние" теории относительности и квантовой физики. В случае с большими массами и большими скоростями квантовая физика не даёт нужный результат, который даёт теория относительности. А теория относительности, наоборот, не работает в микромире. Ожидаемо, что учёные пытаются разработать новую, универсальную теорию, которая сумеет "взять всё лучшее" из теории относительности и квантовой физики.
thequestion.ru
Квантовая физика о “законе” притяжения и прочих лженаучных домыслах
Так уж вышло, что сегодня самой спекулятивной и популярной темой в философии квантовой механики, является концепция сознания. Философия, интерпретирующая науку, тем не менее, может быть, как и близка, так и бесконечно далека от самой науки. А также философских мнений на один и тот же вопрос может сколько угодно много, в том числе и совершенно противоположных. Ключевым критерием тут является близость к науке, которая, на мой взгляд, и определяет ценность тех или иных философских идей. Разумеется, это именно тот критерий, соответствие которому зачастую определить очень трудно, особенно непосвящённому читателю.
Итак, пролистав книгу “Секрет”, “научным” обоснованием которой якобы является квантовая механика, можно увидеть, что все там, очевидно, принизано идеей голографической теории устройства мозга Карла Прибрама, основанной на голографической интерпретации квантовой механики Дэвида Бома. Суть этой гипотезы в том, что наша память имеет голографическое (фрактальное, можно сказать) устройство – в каждом участке памяти содержится вся наша память, причём ее объем практически неограничен – наш мозг помнит каждое событие из жизни до мельчайших подробностей и может практически без затрат времени найти любое запомненное событие. При этом можно предположить, что сознание связано со всем миром, в том числе и нелокальными корреляционными связями. Заметьте, ни слова о притяжении подобного, мыслях и свободе воли, здесь рассматривается лишь феномен памяти!
Но та связь с квантовой физикой, которую излагает автор книги, была взята отнюдь не из голографических теорий. Корни этого лежат в квантовом мистицизме – области метафизических концепций, основанных на зачастую поверхностном понимании квантовой механики, авторы которых, как правило, далеки от неё, но находят в ней параллели с восточной философией, эзотерическими учениями и пр. Известно, что половина из того, что попадает под категорию квантового мистицизма – лженаучна, а все остальное имеет чрезвычайно мало сторонников среди учёных и философов, более глубоко знакомых с квантовой физикой. К остальному, в частности, принадлежат метафизические идеи квантовой психологии, основывающиеся на вышеупомянутой голографической не локальности. Некоторые из них как раз постулируют возможность сознания подстраивать весь мир под себя. Хотя даже они, насколько я знаю, довольно редко говорят о том, что мысли должны притягивать образы, содержащиеся в них!
Добавлю, что причина неприятия таких концепций серьёзными учёными и философами в том, что наш мозг вряд ли неким чудесным образом обладает квантовыми эффектами и все феномены сознания можно прекрасно объяснить, не привлекая к этому квантовую механику.
Далее приведу основные псевдонаучные перлы, найденные в книге:
стр. 31 “Специалисты по квантовой физике говорят, что Вселенная возникла из мысли” - специалисты по квантовой физике внезапно стали богословами? Самая близкая концепция гласит, что вселенная возникает из информации. Но, не говоря уже о том, что эта гипотеза мало популярна, информация далеко не тождественна мысли.
стр. 37 “Если вы вспомните аналогию с самой мощной телебашней во Вселенной, то увидите, что этот образ полностью соответствует словам доктора Булфа. Ваш разум создаёт и транслирует мысли” – бред. Чуть выше приведены слова какого-то физика, что невозможно понять вселенную, не включив в неё собственный разум. Это вполне обычная философская позиция, но последующие комментарии про транслирование мыслей с ней никак не связаны, несмотря на то, что утверждается обратное. Разумеется, сознание создаёт мысли, но транслирует их только в пределах нашего мозга (и отнюдь не посредством волн).
стр. 55 Якобы цитата Эйнштейна: “Самый главный вопрос, который человек может задать самому себе, таков: дружелюбна ли к нам Вселенная” – если исходить из достоверных источников, у Эйнштейна не было такой цитаты.
стр. 79 “Но квантовые физики и Эйнштейн говорят, что все происходит одновременно”, “времени не существует” – Можно все время увидеть за мгновение, посмотрев из другой системы отсчёта, но время от этого существовать не перестанет.
стр. 96 “Эйнштейн хорошо понимал Тайну и говорил «спасибо» сотни раз на день”. – Эйнштейн страдал неврозом навязчивых состояний? Потому что иначе такие ритуалы никак не назовёшь. Разумеется - это ничем не обоснованный бред.
стр. 172-178 “Все является энергией. Вот вам научное объяснение. …” - далее идёт весёлый бред про частоту вибраций на которые мы настраиваемся, электризующую силу и энергию желаемых вещей. Здесь начинается лженаука, так как приводится якобы научное объяснение, похожее на бред неуспевающего школьника, открывшего учебник по квантовой физике и прочитавший пару знакомых слов, смысла которых он, тем не менее, не понимает, так как физику систематически прогуливал. Но энергия – это звучит круто, это такая Неведомая Хрень, что излучается, летает вокруг, и может, например, устроить дикий экстерминатус всему живому с помощью ядерной бомбы, например. А теперь представим, что наш мозг излучает такую хрень, ну волны, как радиопередатчик, и вообще мы все состоим из уплотнённой херни, как и вся наша вселенная. И пускай наши мысли тоже будут этой энергией, то есть мысли соответственно - разуплотнённая хрень, распространяющаяся в пространстве, как радиоволна! И раз написано, что энергия распространяется при помощи волн, то значит эта хрень ещё и вибрирует, и находит себе подобных, по этой самой вибрации.
Жонглирование словами, смысла которых автор не понимает, но они могут произвести некоторое впечатление, так как их не понимают 90% читателей, но слышат постоянно.Теперь что касается, на мой взгляд, лженаучного утверждения об эквивалентности материи и энергии.
Энергия – это абстрактная мера взаимодействия и движения материи. Да, можно сказать, что масса эквивалентна энергии (релятивистской массе) и одно может переходить в другое, но масса - это не материя, а лишь ее свойство или атрибут (движение). Энергия и масса – это в каком-то смысле одно и то же свойство материи, неотделимое от ее самой, но не то, чем она является. Тут происходит подмена двух совершенно разных понятий - материи и массы. Также энергия совершенно необоснованно противопоставляется материи, из чего делается совершенно нелепый вывод, что энергия – это духовность (особенно энергия ядерного взрыва, да) и мы все духовные существа.
Тем не менее, философские гипотезы, отдалённо напоминающие “закон притяжения” существуют, как например некоторые гипотезы в рамках много мировой интерпретации квантовой механики (но при этом они скорее противоречат оригинальной интерпретации, предполагающей скорее материалистический подход), но они очень сомнительны, и могу предположить, что автор о них никогда не слышала. И это не наука, а философия. Из таких гипотез можно выделить много разумную (many-minds) интерпретацию квантовой механики и “гипотезу об активном сознании” М.Б. Менского, описанную в частности в двух статьях в известном рецензируемом журнале “Успехи Физических Наук”. Интересующиеся могут прочитать статью “Концепция сознания в контексте квантовой механики” УФН 04.2005 Том 175 №4 стр. 413-435. Вместе с критическим, но толерантным предисловием Виталия Гинзбурга.
Я, впрочем, как последователь первоначальной много мировой интерпретации Эверетта, против таких теорий сознания и считаю, что в философии квантовой механики ему выделяется слишком большая роль, в то время как нужно сначала разобраться, что это вообще такое. Также гипотезы, основанные на много мировой интерпретации, исключают возможность проведения научного эксперимента, так как работают только для индивидуального сознания. Иначе говоря, с точки зрения испытуемого обладающего активным сознанием, монета всегда будет падать на одну сторону, в то время как с точки зрения экспериментатора, все будет происходить с обычной вероятностью и испытуемый вскоре неизбежно провалит тест. И в заключение повторюсь, что они имеют мало общего с законом притяжения. Методика визуализации могла быть навеяна исключительно идеями голографической (фрактальной) интерпретации.
От “секрета”, впрочем, может быть толк и он может действительно работать, когда какому-то человеку, неспособному к критическому восприятию информации, требуется повышение уверенности в себе, дабы поднять задницу с дивана и попробовать себя в каком-нибудь деле, за которое он раньше не брался, так как был уверен в своей неудаче. Впрочем, другая половина читателей, более хорошо вкуривших посыл (вселенная в любом случае ответит на твои мысли, действия не важны, главное мысли!), скорее всего, так и останется сидеть на диване. Или же побегут за новой книжкой из этой же серии.
stavroskrest.ru
Современная квантовая физика. | Зеркало Невероятного
Современная квантовая физика.
2nd Апрель 2012 Автор: http://kartcent.ruЛюдей окружает сложный, но познаваемый мир, представляющий не только привычную нам среду обитания, но и имеющий электромагнитную природу, возможно, что сплошную среду в виде поля и в то же время являющуюся корпускулярной средой. Материю, из которой создана вся вселенная, постигать человеку помогает современная квантовая физика в теоретическом и практическом применении.
Энергетический потенциал материальных объёктов, различие температурного градиента в различных направлениях и точках, концентрация энергии в одних местах и разрежение в других, интерпретируется как искривление пространственно-временной субстанции пространства. Сплошная среда перемежающаяся с неизведанной, «чёрной» материей, занимают значительные объёмы пространства. Странные изменения свойств объектов, не подпадающих под обычные законы физики, сложно подаются осмыслению.
Подразделение реального мира на частицы вещества и поля энергии, свидетельствует о нетривиальном построении пространства. Мир определяется сочетаемостью двух взаимно противоположных свойств среды. Эти свойства определены как непрерывность и дискретность. Непрерывность мира для человека означает восприятие всего пространства как неделимого одного пространственно-временного представления. В то же время построение непрерывного пространства всегда допустимо разделить на фрагменты меньшего масштаба. В этом определяются свойства строения, происходящего деления, т.е. дискретности пространства. Целостность и делимость, существуют как антиподы и одновременно не могут существовать раздельно.
Цельность, единство и неделимость объектов рассматривается в классической физике, но непрерывность и дискретность входят в противоречие. Это невозможно объяснить законами классической физики. Но, современная физика отражает такое единство противоположностей, объясняя это концепцией дуальности мира. Волновая и корпускулярная теории, лежащие в основе современной квантовой картины мира, отражаются в квантовом толковании известных теорий.Фундаментальная физика не даёт возможностей для однозначного описания всех состояний и объяснения взаимодействий неотъемлемого движения всех объектов окружающего материального мира. Квантовая теория физики определяет возможности описания существующих элементарных частиц, устройства молекул и атомов, а так же состава и строения ядер атомов.
Невозможность измерения некоторых физических величин, для определения места и взаимодействия с другими частицами, в составе целостных систем, открывают возможности для работы с квантовыми представлениями физических величин. То, что не удаётся «пощупать» или измерить непосредственно, удаётся измерять эмпирическими методами. Законы квантовой теории физики позволяют определять строение более мелких объектов, которые невозможно визуально определить. Однако, строение вещества позволяют изучать квантовые подходы к теории строения вещества, поэтому и существуют многочисленные подразделы физики.
Квантовая теория позволяет прогнозировать существование новых, неизвестных элементарных частиц, что опытным путём подтверждает правильность в подходе к исследованиям. Современная квантовая физика даёт трактовки и другим странным явлениям, которые не достаточно изучены, но всесторонне исследуются. Сложно недооценить то, что не удавалось объяснить традиционными законами физики, как, например, существование сверхпроводимости, сверхтекучести и прочих странных явлений. И только торжество инновационных нано технологий, которые получили бурное развитие в последнее десятилетие, стали позволять получить ответы на ранее созревшие, весьма сложные вопросы, касающиеся разделов квантовой физики.
Еще статьи на данную тему:
9 Апрель 2012 -- Принципы квантовой физики. Теория относительности Эйнштейна нуждается в пересмотре? (0)Эйнштейн, пытаясь сопоставить разногласия в основах классической механики пришёл к тому, что нуждаются в утверждении иные принципы квантовой физики, опирающиеся на постоянство скорости света и прин...
28 Март 2012 -- Теория квантовой физики. Так где же собака порылась? (4)
Раздел физики, в котором изучается теория квантовой физики, включает квантовую механику и квантовую теорию поля. Непосредственное отношение, среди огромного ряда учёных, работавших над квантовой ...
11 Апрель 2012 -- Поиск внеземных цивилизаций. Теперь этим займется телескоп – Square Kilometre Array (SKA). (1)Научный состав Института космологии и гравитации совместно с Эдинбургским Университетом оценили вероятность того, что радиотелескоп Square Kilometre Array (SKA) сможет зарегистрировать сигналы внез...
11 Апрель 2012 -- Использование солнечных батарей в качестве дорожного покрытия. (0)Как известно, американцы закатали в асфальт территорию, соизмеримую со штатом Пенсильвания. Еще несколько лет назад, даже в самых смелых мечтах мы не могли себе представить, что вместо бетона можно...
26 Март 2012 -- Альтернативные источники питания. Подойдет ли в этой роли человек? (2)Когда-нибудь запасы нефти и металлов на нашей планете закончатся и нам придется искать другие природные источники питания нашей цивилизации. И тогда на помощь нам могут прийти биологические организ...
6 Апрель 2012 -- Путешествие в глубь Земли. Субтеррина. (0)Путешествие в глубь Земли. Данная идея давно витает в воздухе. Она, словно просилась, на перо Жюля Верна, который смог описать не только путешествие в подводный мир, но и хотел рассказать нам о под...
kartcent.ru
.jpg)
