Квантовый мир.

Основные интерпретации квантовой физики. Квантовая запутанность. Интерпретации квантовой механики. Квантовый скачок. Квантовая матрица. Суперпозиция в квантовом мире. Много мировая интерпретация. Когерентные волны.

Расшифровка видео
0:01
квантовая физика странная штука по крайней мере странная для нас потому
0:07
что правила квантового мира управляющие тем как этот мир работает на уровне атомов и элементарных частиц управляющие
0:15
поведением света и вещества как сформулировал это Ричард фейнман не совпадаются знакомыми нам правилами
0:21
правилами того что мы называем здравым смыслом квантовые правила как будто говорят нам
0:28
что некий Кот может быть живым и мертвым одновременно а частицы может находиться
0:33
сразу в двух местах мало того они гласят что любая частица есть также волна и все
0:41
в квантовом мире может быть описано исключительно в терминах волн или же исключительно в терминах частиц если вам
0:48
там больше нравятся эрвин Шрёдингер нашел уравнение описывающее квантовый
0:54
мир волн вернон Гейзенберг уравнение описывающие квантовый мир частиц
1:00
доказал что эти два варианта реальности точности эквивалентны друг другу и
1:06
описывают один и тот же квантовый мир все это было ясно Уже к концу 1920-х
1:12
годов Но к большому разочарованию многих физиков Не говоря уже о простых смертных никто никогда не позже не мог предложить
1:20
разумного с точки зрения здравого смысла объяснение Конечно можно просто игнорировать эту
1:27
проблему в надежде что когда-нибудь она исчезнет сама уравнение в том варианте который вы
1:34
предпочитаете прекрасно работают если вам нужно к примеру спроектировать лазер объяснить структуру ДНК или построить
1:41
квантовые компьютеры так оно и было целое поколение студентов не получали других указаний кроме указания
1:48
заткнуться и считать то есть не спрашивать что эти уравнения означают а
1:53
просто подставлять в них числа Это примерно соответствует указанию заткнуть пальцами уши и напевать при
2:00
этом я тебя не слышу более вдумчивые физики все же ищут утешение и покоя они
2:08
уже предложили немало более или менее отчаянных средств для объяснения того что происходит в квантовом мире эти
2:16
средства утешения называется интерпретациями на уровне уравнения ни
2:22
одна из этих интерпретаций не имеет преимущества перед другими Хотя сами интерпретаторы их последователи конечно
2:28
скажут вам что свет истинной Веры несет их любимые интерпретация А те кто
2:34
придерживается иных вероучений еретики с другой стороны в математическом отношении
2:42
скорее всего это означает что мы упускаем что-то серьезное когда-нибудь возможно будет открыта
2:49
Великолепная новое описание мира способное делать все те же предсказания что и современная квантовая теория но
2:56
при этом осмысленное по крайней мере можно на это надеяться а пока что стоит
3:02
пожалуй предложить вам критический обзор основных интерпретаций квантовой физики все они безумны с точки зрения здравого
3:09
смысла причем Некоторые из них безумнее прочих но в квантовом мире Безумный не
3:16
обязательно означает неверный А быть безумнее остальных не обязательно значит быть еще более неверным я выбрал шесть
3:24
примеров традиционную полудюжину в основном для того чтобы оправдать использование цитаты из Алисы в
3:30
Зазеркалье в качестве У меня есть свое мнение об их относительных достоинствах но я
3:37
постараюсь попридержать его чтобы дать вам возможность сделать собственный выбор если хотите Можно Просто заткнуть
3:44
уши и петь я хорошо однако прежде чем предложить вам эти интерпретации я
3:51
должен объяснить хотя бы коротко Что именно мы пытаемся интерпретировать наука часто продвигается вперед и в Каме
3:59
Как говорится Шаг вперед два на месте Но в данном случае кажется имеет смысл начать с двух шагов вперед сделав тем
4:07
самым еще один реверанс в сторону Чарльза лютвиджана более известного как
4:13
Льюис кэролл все странность квантового мира обнаруживается в том что мы обычно
4:18
называем экспериментом с двумя щелями Ричард фенман получивший Нобелевскую
4:24
премию за вклад в квантовую физику предпочитал называть его экспериментом с двумя отверстиями и говорил что это
4:32
явление которое невозможно совершенно абсолютно невозможно объяснить классическим способом
4:38
Привет В этом явлении таится сама суть квантовой механики Но на самом деле в
4:44
нем прячутся одна единственная Тайна и заключены основные особенности всей
4:49
квантовой механики сюрприз для тех кто из школьного курса физики помнят что с
4:55
помощью этого эксперимента доказывается что свет представляет собой некую форму волны в школьном варианте эксперименты
5:02
фигурирует темная комната в которой свет падает на простой экран лист картона или
5:08
бумаги в нем проделаны две крошечные дырочки или в некоторых версиях две
5:13
узкие параллельные щели за этим экраном расположен второй экран уже без всяких
5:19
отверстий свет пройдя через два отверстия в первом экране попадает на второй экран где образует своеобразный
5:26
узор из света и тени то как свет расходится от отверстий называется дифракцией а узор интерференционные
5:34
картины потому что возникает она в результате взаимодействия интерференции
5:39
двух пучков Света исходящих от двух отверстий и узор этот в точности
5:44
соответствует рисунку который должен был бы возникнуть если бы свет двигался как
5:50
своего рода волна в одних местах волны складываются и создают на втором экране
5:56
светлое пятно в других гребень одной волны приходится на впадину другой они
6:02
компенсируют друг друга И оставляют темное пятно интерференционную картину точно такого
6:08
же типа можно увидеть в волнах которые Разойдутся на спокойной поверхности пруда если бросить в него два камешка
6:15
одновременно одна из характерных особенностей такой интерференции состоит
6:21
в том что самое яркое световое пятно на втором экране находится не прямо за
6:26
одним из отверстий А в точности Посередине между ними там где следовало бы ожидать полной темноты на втором
6:33
экране будь свет потоком частиц Да если бы свет представля другой поток частиц
6:39
можно было бы ожидать что за каждым отверстием образуется светлое пятно а
6:44
между ними Темнота пока все идет хорошо эксперимент доказывает что свет движется
6:51
как волна о чем Томас Юнг догадался еще в начале 19-го Столетия несчастью в
6:58
начале 20 века другой эксперимент Ясно показал что свет ведет себя как поток
7:03
частиц эксперимент заключался в том что из металлической поверхности лучом света
7:10
выбивали электроны это называют фотоэлектрическим эффектом когда энергию
7:15
выбитых электронов удалось измерить оказалось что энергия каждого электрона всегда одинаковы для света любого
7:22
заданного оттенка яркий свет выбивает из поверхности больше электронов но тем не
7:28
менее все они обладают одинаковой энергией причем ровно такой же как энергия меньшего числа электронов
7:34
выбитых приглашенным светом объяснение этому явлению дал никто иной
7:40
как Альберт Эйнштейн через частицы света которые мы теперь называем фотонами А
7:46
сам он называл квантами Света количество энергии которое несет Фотон зависит от
7:51
цвета и при любом данном оттенке все фотоны обладают одинаковой энергией как
7:57
писал Эйнштейн простейшие концепция состоит в том что один КВН цвета всю
8:02
свою энергию целиком передает одному электрону усиление Света просто
8:07
увеличивает число фотонов квантов света с одинаковой энергией которую каждый из
8:13
них может передать электрону именно за эту работу а вовсе не за теорию относительности Эйнштейн был удостоен
8:20
Нобелевской премии на протяжении Столетия свет воспринимали как волну Теперь физикам нужно было начинать
8:27
воспринимать его как частицу но как в таком случае объяснить эксперимент с двумя отверстиями
8:34
дальше хуже увидев что эксперименты с фотоэлектрическим эффектом ставят под
8:39
сомнение волновую природу света в 1920-х годах физики пришли в Еще большее
8:46
смятение они узнали что Электрон архетипическая частица субатомного мира
8:51
может вести себя как волна экспериментаторы направляли пучки
8:57
электронов на тонкие от одной десятитысячной до 1 ста тысячной миллиметра толщиной листочки золотой
9:04
фольги и наблюдали с другой стороны листочков что из этого получится
9:09
исследование показали что пучки электронов проходя сквозь промежутки между атомами в атомной решетке металла
9:17
рассеиваются в точности так же как рассеивается свет в эксперименте с двумя
9:22
отверстиями Джордж Томпсон проводивший эти опыты был
9:27
удостоен Нобелевской премии за доказательство волновой природы электрона его отец Джозеф Джон Томсон
9:35
получил в свое время Нобелевскую премию за доказательство того что Электрон частицы и Дожил до того дня когда премию
9:42
вручили Джорджу при этом обе награды были заслуженными и ничто не могло яснее
9:47
продемонстрировать странность квантового мира но и это еще не все Загадка
9:54
корпускулярно-волнового дуализма Как это стали называть начиная с 1920-х годов
9:59
лежала в центре теоретических рассуждений о смысле квантовой механики
10:04
значительная часть теоретизирования Об основах квантовой механики давала
10:09
физикам утешение о котором я расскажу позже но сама загадка
10:15
была выдвинута на первый план серии красивейших экспериментов начатых в
10:20
1970-х годах Так что я пропущу полвека поисков утешения и познакомлю вас с
10:27
современными фактами если вам будет трудно принять
10:32
последующие изложения помните что
10:39
вымысел обязан оставаться в рамках
10:44
в 1974 году три итальянских физика Пьер Джорджа мерли дженфранка Месси роли и
10:52
джулио поци разработали метод наблюдения за процессом эквивалентным эксперименту
10:57
с двумя отверстиями для электронов вместо луча света Они использовали пучок
11:03
электронов вылетающих с нити накала пучок пропускали через устройство называемые электронные би-призмой
11:10
электроны попадают в би- призму через единственный вход и встречают там электрическое поле которое расщепляет
11:17
пучок надвое половина электронов направляется наружу через один выход Другая половина через второй В
11:25
результате они попадают на детекторный экран похожий на экран компьютера где удар каждого электрона оставляет белую
11:31
точку эти точки некоторое время остаются видимыми на экране Так что по мере того
11:37
как число электронов прошедших через экспериментальную установку растет на экране образуется упорядоченная картина
11:45
Когда в би- призму посылают один Электрон он вылетает из того или иного выхода с вероятностью 50 на 50 и
11:53
оставляет на экране точку Если через установку проходит пучок электронов они
11:58
оставляют на экране множество перекрывающихся точек которые складываются в узор в интерференционную
12:04
картину характерную для волн само по себе это еще ни о чем не говорило даже
12:11
если электроны это частицы в пучке их много и проходя через установку они
12:16
вполне могли бы взаимодействовать и образовать интерференционную картину в
12:22
конце концов волны на поверхности воды тоже образуют интерференционные картины А вода состоит из молекул которой можно
12:28
рассматривать как частицы Однако это было еще не все итальянский эксперимент был настолько
12:35
точным что электроны можно было выпускать один за другим словно самолеты на вылете из загруженного аэропорта и
12:42
как вылетающие самолеты электроны летели друг за другом существенным интервалом
12:48
расстояние от источника электронов он был устроен Чуть более хитроумно чем простая нить накаливания до экрана
12:55
детектора составляла 10 метров и очередной Электрон покидал источник
13:01
только после того как его предшественник достигал пункта назначения вы Надеюсь
13:06
уже догадались Что происходило когда тысячи электронов выстреливались один за
13:11
другим чтобы образовать рисунок на экране на нем появлялась интерференционная картина и если
13:18
предположить что отдельные частицы чтобы сформировать эту картину действовали совместно как взаимодействующие молекулы
13:26
воды в пруду тогда взаимодействие между ними должно происходить не только через пространство но и через время
13:33
такой эксперимент стал известен как двухщелевая дифракция одиночного электрона
13:39
если электроны запускать по одному как в двух щелевом эксперименте со светом каждый из них оставит на детекторном
13:47
экране пятнышко Света со временем пятнышки накапливаются и образуют интерференционную картину как если бы
13:54
электроны представляли собой волны итальянская команда опубликовала свои поразительные результаты в 1976 году но
14:02
это не подняло волну в мире науки в то время мало кого из исследователей волновало Как работает квантовая
14:09
механика Главное чтобы она работала То есть чтобы уравнение можно было использовать для расчетов И корректного
14:16
предсказания результатов экспериментов уж Как именно Электрон или пучок
14:21
электронов попадает из точки А в точку б для инженера конструирующего скажем телевизор значение не имеет можно
14:29
провести аналогию стоя исчезающей породы автогончиков которых нисколько не волнует что происходит под капотом их
14:36
машин они просто проносятся по трассе Круг за кругом на скорости единственным советом который не без
14:43
Ирония давали преподаватели студентам желавшим все же разобраться в том Почему уравнение квантовой механики работают
14:49
был уже упомянутый мной совет заткнуться и считать то есть пользоваться
14:55
уравнениями и не думать о том что это все означает в 1980-х Такая позиция
15:02
стала вызывать все больше вопросов не в последнюю очередь из-за новых открытий когда группа японских ученых под
15:09
руководством Акира танамуры провела серию аналогичных экспериментов с использованием новых технических
15:14
возможностей их результаты опубликованные в 1989 году наделали куда
15:20
больше шума в 2002 году читатели журнала назвали эксперимент
15:28
самым красивым физическим экспериментом оставалась одна деталь которая
15:35
в экспериментах с электронной боепризмой никакого физического барьера подобного первому экрану в классическом
15:42
двухщелевом эксперименте со светом не существовало оба пути через установку
15:47
оба канала всегда были открыты и в 2008 году потце уже с другой группой коллег
15:54
сделал следующий шаг учёные провели эксперимент в котором электроны
16:00
выстреливали по одному через две реальные надо размерные физические щели в тонком экране и регистрировали с
16:07
другой его стороны обычным способом Как и ожидалось электроны попадающие в
16:13
детектор образовывали интерференционную картину когда же итальянская команда перекрыла одну щель и Провела
16:20
эксперимент еще раз никакой интерференционной картины не было Вместо
16:26
неё на экране детекторы образовалось простое световое пятно расположенные
16:31
непосредственно такое какого можно было бы ожидать от
16:36
потока частиц Но откуда отдельные Электрон в одиночку проходящие через
16:41
отверстие в стене Может знать Есть ли поблизости еще одно отверстие через
16:47
которое он в принципе мог бы пройти и открыто оно или закрыто чтобы
16:52
соответствующим образом поменять свою траекторию следующий шаг был очевиден теоретически
16:59
но невероятно сложно реализуем на практике предстояло построить установку с двумя
17:04
отверстиями в наномасштабе которые можно открывать или закрывать пока Электрон еще летит Можно ли обмануть электроны
17:12
изменив конфигурацию установки после того как они пустились в путь эту
17:18
сложную задачу Взяла на себя группу учёных из США под руководством голландцы по рождению хермана баттолана
17:26
полученные результаты исследователя опубликовали в 2013 году я описал их
17:32
эксперимент в очерке квантовая загадка изданным для Kindle поскольку в нем приведены точные числа я
17:40
не могу улучшить это описание и приведу его здесь целиком экспериментаторы проделали две прорези в
17:47
силиконовой мембране золотым покрытием толщина или лучше сказать
17:53
всего 100 нанометров толщина золотого покрытия два
17:59
ширина каждой прорези составляла 62 нанометра длина 4
18:06
[музыка] эти параллельные прорези располагались
18:14
на расстоянии 272 метра друг от друга расстояние измерялось от центра одной
18:20
прорези до центра другой в устройстве имелась принципиально важное дополнение
18:25
автоматический механизм с пьезоэлектрическим приводом мог передвигать по мембране крохотную
18:31
заслонку блокируя с ее помощью ту или иную прорезь в ходе эксперимента через
18:37
установку пролетала по одному электрону в секунду а формирование каждой картины на экране занимало два часа процесс
18:45
записывался на видео связанной серии прогонов команды исследователей наблюдала что происходит
18:51
когда обе прорези открыты когда одна из них закрыта и когда заслонка
18:56
Передвигалась чтобы заблокировать другую прорезь когда обе прорези были открыты
19:01
формирующиеся на экране узор Как и ожидалось представлял собой интерференционную картину
19:08
но в обоих случаях когда оставалось лишь одна из прорезей ничего подобного Не
19:13
наблюдалось снова электроны знаю сколько прорези открыто в завершении к остальным
19:19
загадкам выявленным или может быть лучше сказать подтвержденным экспериментами
19:28
каждый Электрон казалось знал не только конфигурацию экспериментальной установки
19:33
в момент своего пролета через неё но и то что произошло с электронными пролетевшими до него и с теми что
19:40
пролетят позже Ричард фенман предсказал это явление за полвека до описываемых событий опираясь
19:47
на то что К тому моменту было известно ученым о поведении Света и на открытие электронных волн Он поставил двухщелевой
19:54
эксперимент с электронными в своем воображении в лекциях по физике фэйнман
20:00
описал мысленный эксперимент который вам не следует пытаться провести в реальности поскольку чтобы
20:05
продемонстрировать эффекты которые Нас интересуют установка для него пришлось бы делать в невозможно Малом масштабе
20:13
то что было невозможно в 1965 году оказалось возможным в 2013 это
20:20
безусловно порадовало бы фэйнмана который помимо всего прочего живы Интересовался нанотехнологиями как
20:27
объявили battleone и его коллеги им удалось полностью реализовать мысленный эксперимент феймена их эксперимент и в
20:35
самом деле обнажил центральную загадку квантового мира саму суть квантовой физики одну единственную тайну но никто
20:44
не знает как мир вообще может быть так устроен прежде чем двигаться дальше
20:49
важно извлечь из эксперимента с двумя отверстиями еще один урок дело не только
20:55
в том что электроны и им подобные объекты ведут себя как волны и как частицы одновременно
21:00
создаются впечатление что через установку они проходят как волны это экраны детектора долетают уже как
21:07
частицы иногда Они ведут себя как если бы они были волнами иногда как если бы они были
21:14
частицами это уточнение как если бы здесь весьма важно мы никак не можем
21:21
знать чем квантовые объекты являются на самом деле потому что мы сами не квантовые объекты мы можем проводить
21:28
аналогии с тем что знаем по опыту А это волны и частицы на это еще В 1929 году
21:36
весьма достопримечательной манере указал физик Артур эдингтон в своей книге
21:42
природа физического Мира он писал
21:47
никакие знакомые концепции невозможно сплести вокруг электрона нечто нам
21:52
неизвестное делает что-то непонятное такие формулировка не особенно похожа на вразумительную теорию мне уже случалось
22:00
где-то читать нечто подобное кажется это звучало так ливкие шарьки
22:06
пырялись по нове возможно нам и вправду лучше было бы думать о хлипких шарьках
22:11
которые пырялись по нове в эксперименте с двумя отверстиями чем об электронах которые ведут себя как волны и как
22:17
частицы чтобы не загромождать изложения я не буду всякий раз притворять
22:22
оговоркой как если вы события или объекты квантового мира о которых заходит речь считайте что она стоит в
22:30
нужном месте в самом деле пыряне могло бы оказаться лучшим термином чем тот что обычно
22:37
используется для обозначения одного фундаментального квантового свойства электронов и других частиц как правило
22:44
его именуют спинном или попросту говоря вращением конечно спин это уютная
22:50
привычное понятие такое же как волна или частицы ровно настолько же обманчивы с
22:56
одной стороны уравнение говорят нам что любой квантовый объект должен провернуться дважды чтобы вернуться в
23:03
первоначальное положение чтобы это не значило физическом смысле я Определенно
23:08
не в состоянии представить себе это событие но спин полезные свойства при обсуждении
23:13
многих квантовых явлений поскольку он может принимать два значения их можно
23:19
представить направленными вверх и вниз и обозначить как положительный и
23:24
отрицательный спин это упрощает рассмотрение многих вопросов которые в противном случае могло бы чудовищно
23:30
усложниться возьмем например вероятность в контекст квантовой механики идею
23:36
вероятности на прочном математическом основании ввел немецкий физик Макс Борн
23:42
Не углубляясь в математику мы можем оценить важность этой идеи на примере спина электрона или пыряне шарьков как
23:50
возможно предпочел бы сказать эдингтон с помощью уравнений квантовой механики можно описать мысленные эксперименты в
23:57
котором атом испускает Электрон улетающий в пространство в реальности это процесс называемый бета-распадом
24:04
Электрон обладает спинном положительным либо отрицательным определить это
24:10
заранее нельзя шансы равны 50 на 50 проведя эксперимент тысячу раз или
24:17
одновременно с 1000 атомов мы насчитаем 500 электронов возможно чуть больше или
24:24
чуть меньше с положительным спином и 500 с отрицательным можно поймать единичный
24:31
электрон и измерить его спин до этого момента сказать каким этот спин окажется невозможно
24:37
Пока ничего удивительного но Эйнштейн понял что уравнение квантовой теории
24:43
предсказывают нечто удивительное Когда речь идет о двух электронных разлетающихся в противоположных
24:50
направлениях в определенных обстоятельствах здесь применим закон сохранения согласно которому эти
24:57
электроны должны обладать противоположными спинами один положительным другое отрицательным в
25:03
результате они друг компенсируют Однако уравнение показывают когда электроны
25:09
вылетают из атома у них нет определенного спины Они находятся в так
25:15
называемой суперпозиции смеси состояний положительный спин и отрицательный спин
25:21
Электрон решает Какое состояние принять лишь когда взаимодействует с чем-то еще
25:27
Эйнштейн указал На следующее Если два электрона должны все время иметь
25:32
противоположные спины то в момент когда первый Электрон решает что его спин
25:38
будет иметь положительное значение второе Электрон обязан обзавестись отрицательным спином как бы далеко друг
25:45
от друга Они не находились Эйнштейн назвал это жутким дальнодействием поскольку на первый
25:52
взгляд создавалось впечатление будто электроны должны поддерживать между собой связь со сверхсветовой скоростью
25:59
что исключает специальная теория относительности идею Эйнштейна сумели развить и изложить
26:06
в форме статьи Борис Подольский и Натан Розен Она вышла в 1933 году некоторые
26:14
правда считают что соавторы скорее помешали чем помогли эйнштейну поскольку статья написана плохо с нечеткими
26:21
формулировками по инициалам авторов Она известна как статья эпр А ее Центральная идея как
26:29
парадокс эпр Хотя это вовсе не парадокса всего лишь вопрос ставящий в тупик в
26:35
1935 году представляя другой знаменитый Парадокс Шрёдингер назвал способ
26:40
посредством которого две квантовые системы оказываются соединены жутким дальнодействием запутанностью в статье
26:49
эпр констатировалось что квантовая теория ставят реальность свойств второй
26:54
системы в зависимости от процесса измерения производимого над первой системой Хотя этот процесс никоим
27:01
образом не влияет на вторую систему Нет никакое Разумное определение реальности не должно Казалось бы
27:09
допускать этого авторы пришли к выводу мы вынуждены заключить что
27:14
квантово-механическое описание физической реальности не является полным Эйнштейн считал что должен существовать
27:21
некий фундаментальный механизм известный как скрытые переменные благодаря ему
27:27
электроны разлетаясь в разные стороны от источника лишены возможности выбирать значения спина положительное или
27:34
отрицательное всё уже предопределено выход статьи эпр
27:40
вызвал среди специалистов яростные споры но настоящий прорыв в понимании запутанности и её следствий произошел
27:47
лишь три десятилетия спустя и в значительной степени потому что один из виднейших математиков своего времени
27:53
Джон фон нейман сделал ошибку важной книге по квантовой механике увидевшей
28:00
свет в 1932 году до выхода статьи эпр в
28:05
этой книге фон нейман привел доказательство того что теории со скрытыми переменными не в состоянии
28:11
объяснить поведение квантового мира что такие теории Невозможно его научный
28:17
авторитет был так высок что все ему поверили непроверяя математических выкладок точнее почти все молодые
28:25
немецкие исследовательница обнаружила ошибку в его рассуждениях и
28:30
написала об этом в 1935 году философским журнале который физики не читали
28:36
специалисты открыли для себя эту публикацию намного позже в утешении втором я расскажу что это ошибка не
28:43
остановила полностью работу над невозможными теориями со скрытыми переменными но только в середине
28:50
1960-х один физик подробно разобрал аргументов
28:56
и показал что в них было не так Воскрешение скрытых переменных Возможно не понравилось бы эйнштейну поскольку
29:03
тот же физик доказал что все подобные теории должны включать в себя то самое
29:08
жуткое дальнодействие которое Эйнштейн очень не любил и которые на более формальном языке называют не
29:14
локальностью этим физикам был Джон Белл который взяв отпуск в церне европейская организация
29:22
по ядерным исследованиям на несколько месяцев уехал в США поработать над тем
29:28
что покажется ему интересным две статьи ставшие результатом этого перерыва в
29:33
повседневной работе изменили всем известные факты о квантовом мире существеннее чем что-либо еще со времен
29:39
открытия корпускулярно-волнового дуализма во-первых был объяснил что было
29:44
не так в рассуждениях затем показал Как можно было бы в принципе спроектировать эксперимент
29:50
который проверил бы существование эффектов не локальности Точнее говоря
29:56
этот эксперимент позволил бы проверить предположение локальной реальности определение локальные здесь говорит о
30:03
том что никакого жуткого дальнодействия не существует объекты оказывают влияние на другие
30:09
объекты только в своей локации определяемой через Расстояние которое свет может пройти за определённое время
30:17
реальность это концепция согласно которой реальный мир существует вне
30:23
зависимости от того смотрит на него кто-нибудь или нет измеряет его
30:28
кто-нибудь или нет из-за вероятностной природы квантового мира предложенный
30:34
белым эксперимент потребовал бы измерения большого числа пар частиц таких как электронные или фотоны
30:40
проходящих через установку этот гипотетический эксперимент был спланирован так что после большого числа
30:46
прогонов должно было получиться два набора измерений Если вы один набор чисел оказался больше другого это
30:54
доказало бы что предположение локальной реальности справедливы это соотношение
30:59
известно как неравенство Белла а связанный с ним комплекс идей как теорема Белла если бы вопреки
31:07
неравенству было больше оказался другой набор чисел это означало бы что гипотеза
31:12
локальной реальности неверна если квантовая механика верна неравенство
31:18
было должно нарушаться либо мир реален но с жутким дальнодействием либо это
31:25
локальность Но при условии что ничто не является реальным если его никто не
31:30
наблюдает прежде физики уже пробовали пройти по этому пути Хотя многие из них даже не
31:36
осознавали этого Когда в 17-м столетии Роберт Гук и Исаак Ньютон разрабатывали свои идеи
31:43
относительно тяготения Они понимали что луна удерживается на орбите вокруг Земли благодаря некой силе которая притягивает
31:50
их друг другу и что планеты удерживаются на своих орбитах вокруг Солнца благодаря
31:55
той же силе Гук и Ньютон понимали что речь идет о действии на расстоянии и не
32:01
описывали это дальнодействие как жутко они понятия не имели как оно работает Именно поэтому Ньютон отвечал на
32:09
подобные вопросы знаменитые Латинской фразы гипотезис нон-финга гипотез не
32:15
измышляю Что означало вы с тем же успехом как и я можете строить догадки о том как работает тяготение
32:21
действие гравитации на расстоянии ставила его в тупик так же как нас ставит в тупик квантовые дальнодействие
32:28
в 20 веке разработав общую теорию относительности заменил идеи действия гравитации на
32:36
расстоянии идеи об искривлении пространства которые вызывается присутствием вещества эти
32:44
следует признать что некоторым и эта идея до сих пор кажется жутковатой возможно какой-нибудь будущий Эйнштейн
32:51
когда-нибудь заменит жуткая квантовая Тайное действие какое-нибудь менее жуткой идеей во всяком случае
32:58
эксперименты уже доказали что само это явление
33:04
для проведения предложенного беллом эксперимента требовались технические решения недоступные в середине
33:11
1960-х и физик не рассчитывал увидеть его поставленным Однако эти эксперименты
33:17
провели уже к началу 1980-х годов с использованием фотонов вместо электронов
33:24
в результате было доказано что неравенство было нарушается С тех пор Это подтверждено множеством
33:31
подобных опытов на все более хитроумный технической базе
33:36
локальные реальность не является достоверным описанием нашего мира сам
33:41
Джон был на конференции в Женеве в 1990 году сказал мне неизвестно ни об одной
33:48
концепции локальности которая работает с квантовой механикой Поэтому я думаю что
33:53
мы обречены на нелокальность Эйнштейн возможно считал что Никакое Разумное определение реальности не может
34:00
этого допустить но мы вынуждены сделать вывод что реальность говоря его же словами не является разумной Однако
34:08
самые впечатляющую особенность часто упускают из виду Хотя стартовой точкой
34:13
для теоремы было попытка разобраться в квантовой физике да и приведенные ранее
34:19
слова были сказаны на конференции по квантовой физике результаты относятся не
34:24
только к области этой науки они относятся ко всему миру
34:30
не имеет значения думаете ли вы что когда-нибудь квантовую физику в качестве описания нашего мира может заменить
34:36
что-нибудь другое или нет эксперименты показывают что локальные реальность
34:41
неприменимы ко вселенной чем вы предпочтете утешиться сохранить
34:46
реальность и принять не локальность или сохранить локальность и отвергнуть реальность дело ваших личных
34:53
предпочтений как мы увидим позже но Сохранить то и другое невозможно хотя в
34:59
принципе можно было бы отказаться сразу и от того и от другого если вам хочется по-настоящему повредить мозг Однако
35:06
прежде чем искать утешения для наших закипающих мозгов стоит пожалуй довести историю запутанности до наших дней
35:13
поскольку из нее следует немало серьезных практических приложений к их числу относится в частности
35:21
квантовые телепортация в основе этого явления лежит уже доказанный
35:27
Экспериментальный факт что если два квантовых объекта к примеру два фотона
35:32
запутаны то как бы далеко друг от друга Они не находились происходящее с одним из них обязательно
35:38
скажется на другом по существу они представляют собой отдельные части
35:43
Единого квантового объекта квантовый телепортации нельзя воспользоваться для передачи информации
35:50
быстрее скорости света потому что в том что происходит с каждой частицей задействованы вероятность и Случайность
35:57
если один Фотон перевести в некоторое случайное квантовое состояние то второе
36:03
одновременно примет другое квантовое состояние но порой наблюдатель возле второго фотона увидит лишь случайные
36:10
изменения состояния подчиняющиеся правилам вероятности чтобы это изменение могло передать
36:17
какую-то информацию тот кто вызвал изменения состояния первого фотона Кто бы это ни был Должен прислать
36:24
наблюдателю сообщение традиционными способами медленней скорости света и сообщить ему что происходит но если
36:31
воздействовать на один Фотон определенным образом второй Фотон можно превратить в точную копию первого иногда
36:38
ее называют
36:44
по сути дела получается что первый фотон телепортировался в локацию Где находился
36:50
второй Но поскольку состояние первого фотона при этом будет утрачено назвать этот
36:57
процесс дублированием нельзя и опять-таки для его завершения также необходимо переслать наблюдателю
37:02
информацию посредством какого-нибудь вида до световой связи телепортация позволяет передать информацию но требует
37:09
наличия как квантового канала связи так и классического канала на создание подобных систем были направлены огромные
37:17
усилия ученых в первую очередь потому что подобная технология обещает в будущем создание принципиально не
37:23
взламываемых шифров необходимых и бизнесу и власти любая попытка прослушать квантовый канал вызвало бы
37:30
искажение передаваемых данных делая их бесполезными и раскрывая сам факт вмешательства и не важно если кому-то
37:38
удастся прослушать традиционный канал Как отмечают специалисты по квантовой криптографии его содержимое можно
37:45
публиковать в газетах или выкладывать в социальных сетях для всех заинтересованных
37:50
для прочтения зашифрованной информации требуется оба канала Кроме того
37:55
запутанность играет важную роль в разработке квантовых компьютеров эта тема в наши дни представляет большой
38:02
интерес исследователи мечтают о полностью безопасном квантовом интернете в котором
38:07
квантовые вычисления запутанность и телепортация будут обеспечивать абсолютно безопасную передачу информации
38:14
эксперименты такого рода уже вышли за стены лаборатории в большой мир и даже за его пределы в 2012 году группа
38:22
китайских ученых телепортировала квантовую информацию через озеро цинхай на расстоянии 97 км в том же году группа
38:30
европейских Ученых телепортировала фотоны на 143 км между островами пальма и Тенерифе в канарском архипелаге
38:38
оба эксперимента заметим в скобках подтвердили нарушение неравенства Белла этот факт сегодня физики считают таким
38:45
же само собой разумеющимся как то что яблоки падают с деревьев на землю в
38:50
эксперименте на Канарских островах участвовали наземные станции в горах на высоте около 2.400 метров над уровнем
38:57
моря где разряженный воздух заметно снижает атмосферные помехи выше воздух
39:02
еще более разряжен и на высоте менее 143 км над островом пальмы начинается
39:07
границы Космоса в 2016 году Китай вывел на Орбиту спутник мод-цзы названный в
39:15
честь древнего китайского философа с которого запутанные пары фотонов посылались на две станции расположенные
39:21
высоко в горах Тибета на расстоянии 1200 км друг от друга
39:27
и Хотя спутник двигался со скоростью близкий к 8 километрам в секунду фотонные пучки при этом направлялись
39:33
точно в цель поведение фотонов следовало теореме Беллы что никого не удивило Но
39:39
на самом деле это был подлинный Триумф современной техники такая аппаратура работает только ночью поскольку
39:45
солнечный свет ослепляет детекторы Да и уловить на земле удается лишь один из
39:51
каждых шести миллионов фотонов посланных со спутника к счастью фотоны нынче недорого тем не менее уже есть планы по
39:59
созданию группировки спутников с более мощными источниками фотонов которые можно было бы улавливать даже днём что
40:06
стало бы основой для сети квантовой связи а также по телепортации фотонов земли на спутник
40:11
вероятно к моменту когда вы это услышите будут уже и новые успехи в этой области и новые заголовки научных новостей но
40:19
если технори могут и дальше следовать правилу то физики не могут прийти к согласию
40:25
между собой о том что это значит Почему мир таков каков
40:30
пора подробнее рассмотреть несколько направлений которых ученые ищут утешения но вернемся на землю и вспомним
40:37
эксперимент с двумя отверстиями в котором каждый Электрон кажется знает сколько отверстий в этот момент открыты
40:43
и куда он направляется может быть и здесь дело не обходится беззапутанности
40:49
пресловутого жуткого дальнодействия если пара фотонов летящих в противоположных
40:54
направлениях представляет собой по существу часть единой квантовой системы то нельзя ли
41:00
рассматривать всю установку двухщелевого эксперимента и Электрон или все электроны как части едины квантовой
41:07
системы быть может Электрон знает какие отверстия открыты потому что состояние
41:13
отверстий тоже является частью состояния электрона впрочем само понятие
41:18
запутанности было еще неизвестно когда физики впервые попытались найти утешение в одной из интерпретаций квантовой
41:25
механики которая на несколько десятилетий стала общепринятой
41:30
квантовой механики ставшие на несколько десятилетий определяющей точку зрения
41:35
физиков основана на идее волн и во многом на отходе от оговорки как если бы в 1920-х
41:44
годах физики уже знали что квантовый мир можно описать с помощью одного из двух математических методов
41:51
Первый из них нашедший свое выражение В уравнении Шрёдингера рассматривал
41:56
волновые взаимодействия второй метод оперировавший исключительно числами в
42:02
виде таблиц матрицами основывался на работах вернера Гейзенберга и поледирака оба метода
42:10
давали одинаковые ответы и какой из них использовать было делом вкуса и личного
42:15
выбора поскольку физики в большинстве своем уже были знакомы с волновыми уравнениями их
42:21
в основном и выбирали Однако в любых квантовых расчетах вычисляется отношение
42:26
между двумя состояниями системы при этом системы может быть Электрон эксперимент
42:33
с двумя отверстиями или в принципе вся вселенная а также любой промежуточный
42:38
вариант между электронным и вселенной если у вас имеется набор параметров
42:44
описывающих систему в состоянии А вы можете рассчитать вероятность того что
42:49
спустя некоторое время Эта система окажется в состоянии B
42:54
но при этом у вас нет никакой информации о том что происходит между этими двумя моментами
43:01
архетипический пример Электрон в атоме В некоторых случаях можно производить
43:07
расчеты как если бы опять эта оговорка электроны находились на круговых орбитах
43:13
соответствующих разным значениям энергии если атом излучает энергию в форме Света
43:19
какой ты Электрон исчезает с одной орбиты и появляется на другой ближе к
43:25
ядру если атом поглощает свет Электрон исчезает со своей орбиты и появляется на
43:33
более удаленной от ядра атома при этом Электрон не движется с одной орбиты на
43:39
другую только что он был здесь и вот он уже там это явление
43:48
по расчётом
43:55
но это не удалось исследователь сказал если эти Чертовы
44:00
квантовые прыжки останутся Я наверное пожалею что вообще связался с
44:06
квантовой теорией что ж остается только посочувствовать прославленному физику
44:12
квантовые скачки никуда не делись и уже не денутся
44:18
матричный подход более честен он не обещает объяснить нам Что происходит в
44:23
промежутке между состояниями А и B но утешает меньше чем уравнение Шрёдингера
44:29
такой взгляд на квантовый мир принятый на протяжении нескольких десятилетий известен как копенгагенская
44:37
интерпретация к и квантовой механики поскольку Нильс Бор жил именно в этом
44:43
городе название придуманные вернором гейзенбергом вызвало серьезное раздражение у Макса Борна он не входил в
44:51
группу Бора и не работал в копенгагене однако его идея квантовой вероятности
44:57
стало частью этой интерпретации Однако в конце 1920-х годов нильсбор доминировал
45:05
в дискуссиях квантовой физики и дело не ограничилось
45:10
Бор так разнес альтернативную вполне жизнеспособную интерпретацию что ее
45:16
почти позабыли на два десятилетия Чуть позже я представлю эту теорию как
45:21
утешение второе Бор был прагматиком готовым собрать работающую теорию из
45:27
обрывков различных идей не слишком беспокоясь о том что все это значит в результате четкое и определенной
45:33
формулировки копенгагенской интерпретации у нас просто нет хотя борт
45:39
был весьма близок к тому чтобы огласить её на конференции в Комо в 1927 году
45:44
задолго до того как копенгагенская интерпретация обрела название
45:49
конференция в Кома стала поворотным пунктом в истории физики именно на ней
45:55
физики познакомились с инструментами необходимыми чтобы заткнуться и считать применяя квантовую механику к решению
46:02
практических задач с участием атомов и молекул к примеру в области химии лазеров и молекулярной биологии и не
46:10
задумываясь фундаментальной основе и смысле явлений прагматичный подход Бора распространялся
46:16
и на его интерпретацию Он говорил что мы не знаем ничего кроме результатов экспериментов а результаты зависят от
46:23
того что собственно Мы хотим измерить то есть от вопросов которые считаем нужным
46:28
задать квантовому миру природы Однако эти вопросы окрашены опытом нашего
46:33
повседневного существования в масштабе намного превышающем масштаб атомов и
46:39
других квантовых объектов мы можем предположить что электроны –
46:44
это частицы и построить эксперимент для проверки этой гипотезы путем измерения импульса электрона при этом электронно
46:52
представляем себе в виде крохотного бильярдного шара мы проводим измерения и
46:57
надо же нам это удается что подтверждает гипотезу о том что Электрон частица Ну
47:03
допустим что одна наша приятельница считающая что электрон-волна подготовила
47:09
эксперимент по измерению длины этой волны и надо же это Ей удалось что
47:15
подтверждает идею а волновой природе электроны Ну и что отвечает набор из
47:21
того что Электрон ведет себя как если бы он был частицей Когда вы ищете частицы и
47:27
как если бы отнюдь не следует что он на самом деле является тем или другим а тем более тем
47:35
и другим одновременно на что смотрите то и получаете а то на что вы смотрите зависит от того что вы
47:41
решили искать Согласно копенгагенской интерпретации бессмысленно задаваться вопросом что
47:48
представляют собой квантовые объекты такие как электронный и Атомы и что они делают когда их никто не измеряет или не
47:56
смотрит на них если вам так больше нравится пока все логично беспокоиться не о чем но Бор быстро заводит нас в
48:03
мутные воды именно здесь в дело вступает вероятность Шрёдингер предлагает свое волновое
48:10
уравнение считал его буквальном описанием электрона или другого квантового объекта просто Электрон
48:16
простейший пример его удобно использовать в качестве иллюстрации для него Электрон действительно был волной
48:23
Однако приняв от Шрёдингера эстафетную палочку Бор устремился в другую сторону
48:28
он совместил волновое уравнение Шрёдингера с идеями Макса Борна квантовой вероятности получилось очень
48:36
странное даже немного пугающая смесь которая работала и работает до сих пор когда дело касается квантовых расче но
48:44
стоит перестать о ней думать как тут же начинает болеть голова в этой новой
48:49
картине выведенная шрёдингером уравнения предлагается рассматривать как волну вероятности а шанс обнаружения
48:56
электронов конкретной точке определяется квадратом волновой функции для этого
49:02
уравнение описывающее волну как таковую по сути в каждой точке умножается само
49:07
на себя когда мы измеряем или наблюдаем квантовый объект волновая функция
49:12
схлопывается в точку определяемую вероятностями и Хотя одни локации более
49:18
вероятны чем другие в принципе Электрон мог бы появиться в любой точке из тех на
49:24
которые распространяется волновая функция приведем один очень простой пример который подчеркнет странность
49:30
такого поведения представьте себе единичные Электрон запертый в ящике волна вероятности
49:38
распространяется Так что равномерно заполняет этот ящик и это означает что
49:43
шансы обнаружить Электрон в любой точке внутри ящика абсолютно одинаковы
49:49
разделим ящик пополам перегородкой здравый смысл подсказывает нам что
49:54
теперь Электрон должен оказаться в одной из Половин ящика но копенгагенская
50:00
интерпретация каи утверждает что волна вероятности по-прежнему заполняет обе
50:06
половины ящика и Электрон с равной вероятностью может быть обнаружен по
50:12
любую сторону от перегородки теперь распилим ящик Вдоль по центру
50:18
перегородки и получим два ящика один оставим в лаборатории а второй поместим
50:24
в ракету и отправим на Марс Согласно бору у нас по-прежнему будут
50:29
равные шансы 50 на 50 обнаружить Электрон в ящике в лаборатории или в том
50:36
же ящике на Марсе теперь откроем ящик оставшиеся в
50:41
лаборатории мы либо обнаружим в нем Электрон либо нет но волновая функция в
50:47
любом случае схлопнется если ящик в лаборатории пуст Электрон находится на
50:53
Марсе Если же Электрон обнаружен то ящик на Марсе пуст это не то же самое что
50:59
сказать что наш Электрон всегда находился либо в той половине ящика либо в этой
51:04
копенгагенское интерпретация настаивает что схлопывание происходит только тогда когда проверяется содержимое ящика в
51:12
лаборатории это суть идеи стоящей за парадоксом эпр и знаменитой загадкой
51:18
Шрёдингера про кота живого и мертвого одновременно Но прежде чем углубиться в эту историю Я
51:24
хочу посмотреть как копенгагенское интерпретация объясняет эксперимент с двумя отверстиями
51:30
Согласно копенгагенской интерпретации которую преподавали мне в бытность студентам и до сих пор преподают слишком
51:37
многим как единственный способ понимания квантовой механики Электрон испускается из некоего
51:44
источника электронные пушки с одной стороны
51:49
и сразу же растворяется которая распространяется по установке и
51:55
направляется к экрану с другой стороны это волна проходит через все открытые
52:02
отверстия интерферируя сама с собой или нет как получится и дойдя до детектора
52:08
отображаются как рисунок вероятности который распределяется по экрану в этот
52:13
момент волна схлопывается И вновь превращается в частицу положение которой на экране определяется случайным образом
52:20
но в соответствии с этими вероятностями это называется схлопыванием коллапсом
52:27
волновой функции Электрон путешествует как волна но на место пребывает как
52:33
частицы волны Однако несет с собой не только вероятности если у квантового объекта
52:39
есть выбор в каком состоянии пребывать к примеру Электрон может обладать положительным или отрицательным спинам
52:46
оба эти состояния каким-то образом включены в его волновую функцию такая
52:52
ситуация называется суперпозицией состояний а состояние в котором В итоге оказывается квантовый объект в момент
52:59
его обнаружения или взаимодействие с другим объектом также определяется в
53:04
момент в 1955 году читая лекцию
53:13
считал что переход от возможного действительному происходит во время акта
53:18
наблюдения этот метод вполне годится для расчета квантового поведения словно электроны и
53:25
подобные им объекты на самом деле поведут себя именно так в то же время метод порождает множество
53:33
трудных вопросов один из них обнаруживается в так называемом эксперименте с отложенным выбором
53:38
придуманным физиком Джона уиллером начал он с того что фотоны которые выстреливаются по одному в эксперименте
53:46
с двумя отверстиями все же образуют на экране детектора интерференционную картину но Согласно копенгагенской
53:53
интерпретации если поместить между экраном с отверстиями и экраном детектора устройство которое будет
54:00
отслеживать Через какое именно отверстие прошел очередной Фотон интерференционная картина исчезнет
54:06
демонстрируя тем самым что каждый Фотон действительно прошел только через одно отверстие
54:13
об отложенном выборе говорят потому что мы можем принять решение наблюдать нам за фотонными или нет уже после того как
54:20
они пройдут Сквозь экран с двумя отверстиями Разумеется человеческие реакции для
54:25
этого слишком медленны но такие эксперименты были проведены с использованием автоматических устройств
54:31
которые включали или выключали мониторы после прохождения фотонами экрана с отверстиями
54:36
эксперименты показывают что интерференционный рисунок действительно исчезает когда за фотонами наблюдают А
54:43
значит каждый Фотон или соответствующая волна вероятности проходит лишь через одно отверстие при том что решение о
54:51
наблюдении этого фотона принимается уже после того как он прошел экран с
54:56
отверстиями уиллер предложил вообразить аналогичный эксперимент в космическом масштабе
55:03
известные явления гравитационного линзирования Света далекого объекта такого как Квазар фокусируется
55:10
гравитацией промежуточного объекта скажем галактикой и обходит это своеобразную гравитационную линзу двумя
55:17
или более путями в результате в детекторах здесь на Земле появляется двойное изображение объекта в принципе
55:25
вместо получения двух изображений можно было бы смешать цвет прошедшие различными путями и получить
55:31
интерференционную картину обошедших гравитационную линзу по разным траекториям
55:41
но мы можем наблюдать фотоны прежде чем они сформируют интерференционную картину и отследить каким именно путем они
55:49
прошли вокруг линзы тогда Судя по результатам лабораторных экспериментов
55:54
интерференционная картина должна исчезнуть допустим Квазар находится от нас на
56:00
расстоянии 10 миллиардов световых лет а Галактика играющая роль гравитационной линзы на расстоянии 5 млрд световых лет
56:09
Согласно результатам уже известных экспериментов на то что эти фотоны делали миллиарды лет назад из-за
56:16
миллиарды световых лет отсюда воздействует то что мы решаем измерить Здесь и сейчас что вообще происходит
56:24
как выразился сам уиллер копенгагенская интерпретация велит нам не задавать
56:30
подобные вопросы не такая уж она значит
56:35
по существу копенгагенское интерпретация утверждает что квантовый объект не
56:40
обладает неким определенным свойством Никаким свойством пока он не измерен это
56:45
порождает множество вопросов о том что представляет собой измерение Обязательно
56:50
ли в нем должен участвовать человеческий разум на месте ли Луна когда никто на
56:56
неё не смотрит Существует ли Вселенная только потому что человеческие существа достаточно разумны чтобы заметить это
57:03
или взаимодействие квантового объекта с детектором тоже может считаться измерением и где именно в промежутке
57:10
между этими двумя крайностями находится граница между квантовым миром и классическим миром старый добрый
57:16
ньютоновой физики подобными соображениями руководствовался Шрёдингер Предлагает свою знаменитую
57:23
загадку про кота запертого в комнате он использовал немецкое слово обозначающие комнату а не ящик
57:30
которая может убить кота но находится в равной вероятности 50 на 50 суперпозиции состояний
57:38
дополняя этот пример Представьте что детектор в комнате измеряет спинка
57:44
какого-то конкретного электрона если он окажется положительным устройство сработает и кот умрет если отрицательным
57:52
кету ничего не угрожает Электрон перед измерением находится в суперпозиции состояний но в комнате нет Никого кто
58:00
мог бы увидеть что произойдет при включении детектора схлопнется волновая функция или нет Или кот тоже будет
58:07
находиться в суперпозиции состояний одновременно и мертвый Жив пока кто-нибудь не откроет дверь и не
58:14
заглянет в комнату в моем продолжении этой идеи имеются еще два отпрыска
58:20
знаменитого кота считая что он уцелел которых я называю котятами
58:26
эти идентичные кошечки-близняшки дочери кота Шрёдингера живут в одинаковых
58:31
космических капсулах где у них есть все необходимое для жизни даже игрушки
58:36
капсулы соединены трубкой в середине которой располагается ящичек с одним
58:42
единственным электронным волна этого электрона равномерно заполняет ящичек в
58:48
какой-то момент в ящичке опускается перегородка разделяя его а также капсулы
58:54
на две части каждая из них сообщается с ящичком содержащим половину волны
59:00
электроны после этого капсулы отправляются одинаковые скоростью в
59:05
противоположных направлениях пока они не окажутся на расстоянии пары световых лет друг от друга
59:11
в каждой капсуле имеется детектор регистрирующий наличие электрона спустя
59:16
некоторое время не обязательно одинаковые в обоих случаях устройство откроет полу ящичек в каждой капсуле
59:23
если там окажется Электрон то взрослая уже кошка умрет если нет останется жить
59:42
теперь Представьте что некий разумные инопланетянин в пролетающем мимо корабля
59:47
поймает одну из капсул и заглянет внутрь увидев там кошку живую или мертвую
59:52
Неужели именно в этот момент схлопнется волновая функция в каждой из капсул и то
59:59
что увидит инопланетянин определит судьбу второй кошки на расстоянии двух световых лет от первой
1:00:05
Да если верить не такой уж раз прекрасный копенгагенской интерпретации
1:00:11
а есть ли альтернативы их много Хотя они могут показаться столь же нелепыми как
1:00:18
сама копенгагенская интерпретация первый рассмотрим ту из них что
1:00:23
зародилось одновременно с копенгагенской чуть не была раздавлена бором во младенчестве но выжила и продолжает
1:00:30
сражаться разрешить загадку корпускулярно-волнового дуализма иначе
1:00:36
он не говорил что такой объект как Электрон может быть волной либо частицей
1:00:42
в зависимости от того как вы на него смотрите он не говорил что Электрон
1:00:47
является волной и частицей одновременно он предположил что возможно существуют
1:00:53
два отдельных объекта
1:00:58
порождают эффекты которые мы наблюдаем в экспериментах де броэль был одним из Пионеров идеи
1:01:06
волн в квантовой механике он первым предположил что если как установил Эйнштейн нечто ранее считавшееся волной
1:01:13
свет можно рассматривать так же как частицы фотоны то и объекты ранее
1:01:19
считавшиеся частицами электроны следует рассматривать как волны это
1:01:25
предположение вскоре было подтверждено экспериментально и привело Шрёдингера к созданию его волнового уравнения
1:01:32
для де бройля глубокие размышления над смыслом корпускулярно-волнового дуализма
1:01:38
были естественными свой вариант решения загадки Он предложил на той же
1:01:43
конференции в коме где Бор изложил основы копенгагенской интерпретации
1:01:49
во многих отношениях выдвинутоелем теория волны пилота самый естественный и
1:01:54
очевидный способ объяснения корпускулярно волнового дуализмаль предположил что волна и
1:02:01
частицы реальна и что волна названная волной пилотом ведет частицу к месту ее
1:02:06
назначения как Океанская волна несет серферы к берегу в эксперименте с двумя
1:02:12
отверстиями волна Пилот распространяется через оба отверстия и интерферирует СМС
1:02:18
с собой формируя узор взаимодействующих волн частицы проходящие через
1:02:23
экспериментальную установку стартуют с чуть разными скоростями или в чуть
1:02:29
разных направлениях поэтому и движутся они в немного разных направлениях следуя за волнами и формируя интерференционную
1:02:36
картину на экране детектора мы измеряем свойства частиц но свойства волны нам
1:02:42
недоступны мы можем лишь догадаться о ее существовании по поведению частиц
1:02:47
скрытому От нас до момента обнаружения этот подход стал известен как теория
1:02:53
скрытых переменных полезные аналогии для нас может послужить хорошо перетасованная колода
1:02:59
карт представьте себе колоду настолько крохотных карт что они подчиняются
1:03:04
законам квантовой физики поместим колоду рубашкой вверх в микроскопическое устройство позволяющее
1:03:11
открывать карты переворачивая их по одной теории скрытых переменных говорят когда открывается Верхняя карта её мать
1:03:19
и достоинство выбираются случайным образом из 52 возможных вариантов
1:03:25
имеющихся в колоде с вероятностью 50 на 50 вы получите карту красной масти с
1:03:32
вероятностью 1 К 52 пятерку и так далее
1:03:37
пока вы не посмотрели на карту ее достоинство и масть скрыта Но на самом
1:03:44
деле эта карта всегда была именно этой масти и этого достоинства даже когда вы
1:03:49
на неё не смотрели в этом смысле она не является настоящей переменной открыв
1:03:55
первую карту предположим это и правда была пятерка треф Мы в следующий раз
1:04:00
имеем нулевую вероятность увидеть пятерку треф вероятность 26 к 51 увидеть
1:04:06
красную карту и так далее Сравните это с копенгагенской интерпретацией которая
1:04:12
утверждает что карта не имеет ни масти ни достоинства пока вы на неё не посмотрите
1:04:18
именно Акт просмотра заставляет ее выбрать себе масть и достоинство из доступных вариантов но в том и другом
1:04:26
случае если продолжать открывать карты вы увидите примерно одинаковую случайную
1:04:31
последовательность определяемую вероятностями к примеру вы ни в коем случае не увидите пятерку треф дважды
1:04:38
эксперимент не делает различий между интерпретациями А вот в объяснении того
1:04:44
что образует эту последовательность различие будет огромным Дэвид линдли
1:04:49
проводит аналогию с игроком в гольф тренирующемся На лужайке с лункой он
1:04:54
проводит серию ударов по мячу целясь в одну и ту же лунку но мячик каждый раз
1:04:59
катится чуть разной скоростью и в чуть ином направлении потому что техника
1:05:04
удара гольфиста неминуемо имеет небольшие вариации а поверхность лужайки Не идеально ровная
1:05:11
В итоге каждый раз мячик катятся в немного ином направлении и преодолевают
1:05:16
немного иное расстояние после того как спортсмен сделал 100 ударов мячи
1:05:22
раскатились по лужайке и образовали рисунок определенной неровностями поверхности
1:05:27
но конечное положение каждого мяча в принципе можно определить если знать
1:05:33
точную форму поверхности а также точную скорости направления начального движения мяча в этом смысле интерпретация волны
1:05:41
пилота является детерминистской и устраняет элемент случайности связанный
1:05:47
со схлопыванием волновой функции а заодно и схлопывание волновой функции как таковое
1:05:52
каждая частица в каждый момент времени обладает вполне определенными свойствами просто как и в случае с хорошо
1:06:00
перетасованной колодой мы не узнаем Каковы эти свойства пока не посмотрим
1:06:05
де бройльной конференции в Комо изложил аргументы связанные с волной пилотом подробно не ограничиваясь как я сейчас
1:06:12
общими рассуждениями оглядываясь назад с высоты после знания Джон был в 1987 году писал в своей книге
1:06:21
о чем можно и нельзя говорить в квантовой механике speakible and
1:06:26
speakiblex эта идея представляется такой естественный и простой и позволяет
1:06:32
разрешить дилемму волны частицы таким ясным и простым способом что для меня огромная загадка Почему все её так
1:06:39
дружно проигнорировали на самом деле это не такая уж большая загадка
1:06:45
во-первых Я уже упоминал что Бор при помощи и содействии
1:06:50
облил эту идею презрением И раздавил теорию доброеля скорее силой своей
1:06:55
личности и весомостью научной репутации чем убедительностью аргументов но
1:07:01
репутация еще не все второй причиной по которой вместе с другими теориями со
1:07:07
скрытыми переменами была в топтана в грязь стало ошибочное доказательство фон
1:07:12
Неймана согласно которому подобные теории невозможно де бройль отказался от попыток
1:07:18
продвинуть свою идею и она была прочная забытой физиками когда американец Дэвид
1:07:24
Бомб в начале 1950-х годов выдвинул аналогичную идею
1:07:29
он ничего не знал о своем предшественнике поначалу это привело к напряженности в отношениях между ним и
1:07:36
де бройлем обидевшимся на то что его не упомянули Однако позже все сгладилось И
1:07:42
теперь идею волны пилота часто называют интерпретацией добро или Бома сегодня
1:07:47
особенно Интересно как бум пришел к своему варианту волны пилота будучи
1:07:53
молодым исследователем Бомб написал учебник по квантовой физике который вышел в начале 1951 года в нем так
1:08:01
хорошо излагалась копенгагенская интерпретация что учебник одобрил даже паули известный Суровый критикой всех
1:08:09
кого он считал в интеллектуальном отношении ниже себя то есть всех вообще
1:08:14
Эйнштейн также признал Что Бог как нельзя лучше объяснил копенгагенскую интерпретацию но он связался с Богом и
1:08:21
подчеркнул что по его мнению копенгагенское интерпретация ошибочной бом решил посмотреть нет ли другого
1:08:29
способа объяснить происходящее в квантовом мире и вскоре обнаружил что
1:08:34
такой способ есть его модель волны пилота была математическая
1:08:44
в основном это была та же модель что у де бройля Ну Бомб продвинулся чуть
1:08:50
дальше в описании взаимодействия между квантовым и классическим миром однако его теория основывалась на
1:08:58
скрытых переменных А ведь фон нейман сказал что это невозможно не в последнюю
1:09:03
очередь именно по этой причине а также по крайней мере в США потому что во время маккартистской охоты на ведьм Бома
1:09:10
заклеймили как сочувствующего коммунистом многие физики не принимали бомов всерьез если фон нейман сказал что
1:09:17
это невозможно значит где-то в модели Бома непременно должна быть ошибка имелась Однако одно очень существенное
1:09:25
исключение в 1952 году Джон был работал в
1:09:31
британском исследовательском центре атомной энергии в малверне вустершире Как одному из лучших молодых ученых ему
1:09:38
предоставили годовой творческий отпуск для проведения исследований был отправился в бирмингемский университет
1:09:45
где занялся исследованиями квантовой теории и узнал об идее волны пилота
1:09:51
был сразу же сложилось мнение отличное от мнения большинства физиков если идея
1:09:58
Бома работает из этого должно следовать что ошибся
1:10:05
именно К сожалению в то время книга фон Неймана
1:10:10
была опубликована только на немецком языке которым был не владел он вернулся
1:10:15
к основной работе по проектированию ускорителей частиц А в 1960 году перешел
1:10:21
в церн в 1963 году когда книга фон Неймана была издана на английском был
1:10:29
нашел автор ошибку и изложил свои выводы во время творческого отпуска в США
1:10:34
был предложил также собственный вариант теории со скрытыми переменными в качестве дополнительного доказательства
1:10:40
ошибки фон Неймана но как я уже упоминал он показал что все теории скрытых
1:10:46
переменных включая теорию волны пилота не локально в одной из статей вышедших
1:10:52
во время его поездки в США был писал именно требование локальности Или точнее
1:10:58
требования того чтобы результат измерений одной системы не зависел От операции над некой другой отдаленной
1:11:06
системой с которой первые системы взаимодействовала в прошлом порождает главную трудность в таких вопросах как
1:11:13
загадка эпр или скажем мой пример с котятами в космосе где Согласно теории
1:11:18
добролюбома Электрон всегда находится в одной половине ящичка и никакой суперпозиции нет в интерпретации с
1:11:25
волной пилотом явно требуется чтобы в любой момент такие свойства Как скорость одной частицы или то как она меняет
1:11:33
направление движения зависели от свойств в этот же самый момент всех остальных
1:11:38
частиц с которыми эта частица взаимодействовала ранее Я никогда не встречал такое сравнение у
1:11:46
других но мне лично это напоминает так называемый принцип Маха физик эрнстмаг
1:11:52
оказавший немалое влияние на Эйнштейна привлек общее внимание к загадке которая
1:11:58
беспокоило ученых по крайней мере со времен Ньютона Эта загадка связана с инерцией если
1:12:05
толкнуть что-нибудь это что-нибудь сопротивляется попытке привести его в движение Я говорю не о трении поскольку
1:12:11
речь идет о воображаемой ситуации когда объект свободно плавает в пространстве он будет оставаться в покое или
1:12:19
продолжит двигаться по прямой первым на такую возможность указал Роберт Гук пока
1:12:24
его не толкнут при толчке объект изменит свою скорость направление движения или
1:12:30
то и другое вместе но откуда он знает что меняет
1:12:35
направление движения или скорость по отношению к чему измеряется изменение
1:12:41
не нужно слишком много наблюдать и размышлять чтобы заметить что инерция
1:12:46
представляет собой сопротивление изменению движения по отношению ко вселенной в целом
1:12:52
чтобы увидеть эту загадку во всей красе не нужно в мыслях переноситься в космос
1:12:59
еще Исаак Ньютон в своей Великой книге начала описал эксперимент с ведром
1:13:05
который вы можете проделать у себя дома Ньютон подвесил за ручку ведро с водой
1:13:11
на длинной веревке хорошенько закрутил веревку и отпустил ведро начало
1:13:17
раскручиваться но поначалу уровень воды в нем остался прежним то что ведро
1:13:22
двигалось по отношению к воде никак не сказывалось на Ее поведение Затем когда
1:13:28
вода подхватила вращение ее уровень немного понизился в центре ведра образовав вогнутую поверхность Ньютон
1:13:35
схватил ведро за бока оно перестало раскручиваться но вода внутри Еще какое-то время продолжала двигаться и
1:13:42
поверхность оставалась вогнутой постепенно уплощаясь по мере замедления вращения форма поверхности воды зависит
1:13:49
от того как она двигалась относительно некоторые загадочные неподвижной системы отсчета и не имела никакого отношения к
1:13:56
тому в наши дни Эта система отсчета определяется как среднее распределение
1:14:03
масс во Вселенной чтобы увидеть влияние Вселенной на локальные объекты не нужно
1:14:08
даже ведро достаточно понаблюдать за поверхностью чая или кофе в чашке когда
1:14:13
вы размешиваете в ней сахар Так что именно среднее распределение масс во Вселенной образует систему
1:14:20
отсчета по которой измеряются подобные изменения каким-то образом локальный объект
1:14:26
испытывает на себе влияние всего что находится вовне его принцип Маха гласит
1:14:32
что инерция частицы обусловлена некоторым взаимодействием этой частицы со всеми остальными объектами во
1:14:39
Вселенной Но что это за взаимодействие долгое время оставалось загадкой Не
1:14:45
исключено что ее решение это интерпретация с волной пилотом плюс не
1:14:50
локальность это приводит к интересному выводу который появляется еще в одной
1:14:55
интерпретации утешение третье интерпретация с волной пилотом Добро или
1:15:01
Бома относятся ко всей Вселенной поведение единичной частицы Здесь и
1:15:06
сейчас зависит от позиции всех остальных частиц во Вселенной в этот момент следствие из этого вывода Однако лучше
1:15:13
обсуждать в контексте нашего третьего утешения многомировой интерпретации Но
1:15:18
прежде чем перейти к ней нужно упомянуть один удивительный комментарий к теории Бома сделанный человеком от которого
1:15:25
скорее можно было ожидать поддержки Эйнштейн по сути инициировавший попытку
1:15:30
дома найти альтернативу копенгагенской интерпретации писал 12 мая 1952 года
1:15:36
Макс борну видел ли ты как Бомб впрочем 25 лет тому
1:15:42
назад верит в то что квантовую теорию можно детерминистки истолковать по-другому это по-моему дешевые
1:15:49
рассуждения никто не может точно сказать что Эйнштейн имел в виду но его комментарии
1:15:54
лишний раз подчеркивает замешательство вызываемые всеми без исключения интерпретациями квантовой механики Если
1:16:02
вы слышали о многомерные интерпретации вероятно полагается что ее выдвинул
1:16:08
американец в середине 1950-х годов в
1:16:13
определенном смысле это правда эверет действительно выдвинул эту идею совершенно самостоятельно но он не знал
1:16:20
что лет за пять до него та же по существу идея приходила в голову эрвину
1:16:25
шрёдингеру версия эверетта в большей степени математическая шрёдингеры более
1:16:31
философская но главное что оба автора хотели избавиться от идеи схлопывания волновых функций и обоим это удалось
1:16:40
Каждому кто готов был слушать Шрёдингер охотно рассказывал что в уравнениях включая его знаменитое
1:16:47
волновое уравнение ничего не говорится схлопывание эту штуку борт прикрутил к
1:16:53
теории Чтобы объяснить почему мы видим только один результат эксперимента мертвого или живого кота а не смесь не
1:17:00
суперпозицию этих состояний Но из того что мы регистрируем только один исход одно решение волновой функции
1:17:08
не обязательно следует что альтернативных решений не существует
1:17:13
в статье опубликованной в 1952 году указал на нелепость ожидания Что
1:17:19
какая-то квантовая суперпозиция схлопнется только потому что мы на нее посмотрим
1:17:25
очевидно нелепо писал он что волновая функция должна управляться двумя
1:17:30
совершенно разными способами временами волновым уравнением но иногда прямым вмешательством наблюдателя
1:17:40
хотя сам Шрёдингер не применял эту идею к своему знаменитому коту Она легко
1:17:45
разрешает эту загадку доработав терминологию Шрёдингера можно сказать что существует две параллельные
1:17:52
вселенные Два мира и в одной из них кот остается жить а в другой умирает
1:17:58
когда ящик открывают в одной Вселенной в нем обнаруживается мертвый кот в другой Вселенной кот в ящике оказывается живым
1:18:05
вселенных всегда было две просто они были идентичны до того момента когда Адская машина решила судьбу котов
1:18:13
никакого схлопывания волновой функции не происходит в 1952 году в Дублине
1:18:19
Шрёдингер предвидий реакцию коллег подчеркнул что хотя его уравнение описывает как кажется разные возможные
1:18:27
варианты эти варианты не альтернативны на самом деле все они происходят одновременно он добавил
1:18:34
почти любой результат объявляемый квантовым теоретиком связан с вероятностью того этого или вон того
1:18:40
события причем обычно альтернатив великое множество идея о том что это
1:18:46
возможно не альтернативные варианты и все это на самом деле происходит одновременно представляется бредовый и
1:18:53
просто невозможный теоретик считает что если бы законы природы приняли такой вид ну скажем на четверть часа то мы увидели
1:19:01
бы как окружающий нас мир стремительно превращается в трясину в бесформенное желе или плазму все очертания
1:19:07
расплываются а сами Мы вероятно превращаемся в медуз Странно что он в это верит насколько я понимаю Он уверен
1:19:14
что не наблюдаемая природа ведет себя Именно таким образом Согласно волновому уравнению
1:19:20
ранее упомянутые альтернативы вступают в игру только когда Мы производим наблюдение и оно Разумеется не
1:19:27
Обязательно должно быть научным тем не менее создаются впечатление что по мнению квантового теоретика природу
1:19:34
удерживает от стремительного превращения в желе только наше восприятие и наблюдение
1:19:39
очень странная мысль на эту идею шрёдингеры никто не
1:19:45
отреагировал её проигнорировали и забыли посчитав невозможной и иврит
1:19:50
разрабатывал свой вариант многомировой интерпретации самостоятельно только для того чтобы его идею проигнорировали
1:19:56
почти столь же единодушно Но именно эверет предположил что Вселенная
1:20:01
расщепляется на различные варианты при каждом акте квантового выбора чем замутил воду на десятилетие вперед эту
1:20:09
идею эверет высказал в 1955 году работая над диссертацией в принстоне в её
1:20:16
черновом варианте он использовал сравнение с делящейся амёбой которая расщепляется на две дочерние клетки Если
1:20:24
бы простейшие обладали разумом в памяти каждый вечерний амёбы сохранилось бы
1:20:29
абсолютно идентичная история до момента разделения а затем начала бы накапливаться
1:20:35
собственная личная история в аналогии с котом Шрёдингера до
1:20:40
срабатывания адской машины существуют одна Вселенная и один код затем две
1:20:46
вселенные каждая собственным котом и так далее научный руководитель эверетта Джон
1:20:53
уиллер посоветовал ему проработать математическое описание идеи для диссертации и для статьи опубликованной
1:21:00
в reviews of Modern Fix в 1957 году но
1:21:05
при этом аналогия с амёбой куда-то пропала и в печатном виде появилось много позже Однако эверт указал что хотя
1:21:12
ни один наблюдатель никогда не ощутит существование иных миров Утверждение что
1:21:17
их не может быть поскольку мы их не видим не более убедительны чем Утверждение что Земля не может
1:21:23
обращаться вокруг Солнца поскольку мы не ощущаем ее движения
1:21:32
еще до защиты диссертации он начал работать на Пентагон в группе оценки
1:21:37
системы оружия Он должен был заниматься применением математических методов в
1:21:42
документах они невинно называли теории игр к задачам Холодной войны некоторые его работы не рассекречены до
1:21:50
сих пор фактически он исчез из поля зрения академического сообщества только
1:21:55
в конце 1960-х идея эврита получила некоторую известность когда ее принял и стал с
1:22:03
энтузиазмом продвигать брайс-девит из университета Северной Каролины Дэвид писал
1:22:10
каждый квантовый переход происходящий в каждой звезде каждой галактики в каждом отдаленном уголке Вселенной расщепляет
1:22:18
наш локальный мир на Земле на мириады копий самого себя для уиллера это было уже слишком он
1:22:25
отказался от поддержки многомировой интерпретации который склонялся первоначально и уже в 1970-х годах
1:22:32
говорил в конце концов мне пришлось большой неохотой отказаться от поддержки этой гипотезы потому что боюсь она несет
1:22:40
в себе слишком большую метафизическую нагрузку по Иронии судьбы именно в этот
1:22:45
момент идеи переживала Возрождение и развитие в сфере космологии и квантовых вычислений
1:22:51
силу этой интерпретации начали признавать Даже те кто не был готов полностью ее поддержать Джон был отметил
1:22:59
что люди Конечно множатся вместе с мирами и обитатели какой-то конкретной его ветви должны ощущать только то что
1:23:06
происходит в этой ветви ихние охоты признал что в этой идее Возможно что-то есть
1:23:12
многомировая интерпретация кажется мне экстравагантной и в первую очередь экстравагантно неопределенной гипотезой
1:23:19
Я почти готов отбросить ее как нелепую и все же возможно ей есть что сказать в
1:23:27
связи с парадоксом Эйнштейна Подольского розены и как мне кажется стоило бы сформулировать некую строгую версию и
1:23:35
посмотреть Действительно ли это так к тому же существование вероятных миров возможно позволило бы нам спокойнее
1:23:42
относиться к существованию нашего собственного мира который в некоторых отношениях представляется весьма
1:23:48
маловероятным строгая версия многомировой интерпретации появилась благодаря дэвиду
1:23:55
дойчу из оксфорда по сути она подвела прочную основу под версию Шрёдингера
1:24:00
Хотя дочь не знал о ней формулируя свою интерпретацию в 1970-х дойч работал с
1:24:08
девитом а в 1977 году на организованной последним конференции встретился с
1:24:14
эвертом Это был единственный раз когда эверит представлял свои идеи перед большой аудиторией
1:24:20
убежденный в том что многомировая интерпретация верный способ понимания квантового мира дочь стал пионером в
1:24:28
области квантовых вычислений Не потому что интересовался компьютерами А поскольку верил что создание квантового
1:24:34
компьютера докажет реальность многомировой интерпретации и здесь мы вновь возвращаемся к варианту
1:24:41
мысленного эксперимента по мнению до момента срабатывания
1:24:47
существует один единственный код А после этого вся вселенная расщепляется надвое
1:24:53
аналогичным образом как указывал произвольные Электрон в далекой галактике столкнувшись с выбором из двух
1:25:00
или более квантовых траекторий вызывает расщепление всей Вселенной включая и нас
1:25:05
с вами вариант дойча Шрёдингера предполагает бесконечное разнообразие вселенных
1:25:11
соответствующих всем возможным решениям квантовой волновой функции так называемую мультивселенную так в
1:25:19
эксперименте с котом Существует множество идентичных вселенных в которых идентичные экспериментаторы строят
1:25:25
идентичные Адские Машины эти вселенные остаются идентичными Ровно до того
1:25:30
момента когда машина сработает после этого в некоторых вселенных кот умирает
1:25:36
в некоторых продолжает жить и тоже происходит в последующих историях
1:25:41
Параллельные миры ни при каких условиях не могут связываться друг с другом или все же могут
1:25:48
дойч утверждает что когда две или более идентичных прежде вселенных под действием квантовых процессов вынуждены
1:25:55
как в эксперименте с двумя отверстиями становится различными между ними на время возникает интерференция С
1:26:03
развитием вселенных она подавляется именно это взаимодействие вызывает наблюдаемые результаты экспериментов
1:26:10
мечта доча увидеть работающие квантовый компьютер который будет отслеживать
1:26:15
некоторое квантовое явление с участием интерференции происходящее внутри его мозга дует утверждает что разумные
1:26:22
квантовый компьютер будет способен помнить опыт временного существования в параллельных реальностях конечно этому
1:26:29
проекту еще очень далеко до воплощение но у доче имеется и гораздо более простое доказательство существование
1:26:35
мультивселенной качественное отличие квантового компьютера в том что ключи внутри него
1:26:41
находятся в суперпозиции состояний традиционный компьютер состоит из набора
1:26:47
ключей компонентов электрических схем которые либо включены либо выключены что
1:26:52
соответствует цифрам 1 и 0 Это позволяет производить вычисления манипулируя
1:26:57
строками чисел в двоичном коде каждый ключ называется битом и чем больше в
1:27:03
нашем распоряжении имеется битов тем мощнее компьютер 8bit составляют байт и
1:27:09
сегодня компьютерная память измеряется в миллиардах байтов гигабайтах строго
1:27:15
говоря поскольку мы работаем в двоичном коде гигабайт равняется двум в 30 степени байт но на это обычно не
1:27:22
обращают внимание а вот в квантовом компьютере каждый ключ представляет собой Объект который может
1:27:30
находиться в суперпозиции состояний как правило это атом но в принципе можно
1:27:35
считать что это Электрон спинка которого может быть положительным или отрицательным
1:27:41
различие в том что в суперпозиции Электрон обладает одновременно положительным и отрицательным спином
1:27:48
представляет собой каждый Ключ Здесь называется кубитом
1:27:54
благодаря этому квантовому свойству каждый кубит эквивалентен
1:28:00
на первый взгляд не особенно впечатляет Но на самом деле это существенно
1:28:06
так Если у вас есть три кубита их можно организовать вы семью способами
1:28:12
0.001 0101100 101 11
1:28:22
суперпозиция включает в себя все эти варианты таким образом три кубита
1:28:27
эквивалентные не 6 битом 2 помноженные на 3 а 8 2 в третьей степени
1:28:34
эквивалентное число бит всегда равно двум в степени числа кубитов всего лишь
1:28:39
10 кубитов были бы эквивалентны двум в 10 степени бит то есть строго говоря
1:28:45
1024 Но обычно это число называют килобитом подобные геометрические
1:28:51
прогрессии очень быстро растут и уходят в бесконечность компьютер всего с тремястами кубиками
1:28:58
традиционному компьютеру с числом бит превышающим число атомов в наблюдаемых вселенной
1:29:04
но как бы такой компьютер мог проводить вычисления вопрос этот стал весьма насущным
1:29:11
поскольку первые простые квантовые компьютеры включающие по несколько кубитов уже построены и
1:29:17
продемонстрировали работу в соответствии с ожиданиями они на самом деле оказались мощнее чем
1:29:22
традиционные компьютеры с тем же числом битов ответ Дойче состоит в том что
1:29:29
вычисления проводятся одновременно на идентичных компьютерах в каждой из параллельных вселенных соответствующих
1:29:35
нашим суперпозициям для трехкубитного компьютера это означает 8 суперпозиции компьютерщиков
1:29:42
работающих Над одной и той же задачей с использованием идентичных компьютеров для получения ответа Неудивительно что
1:29:49
они должны сотрудничать таким образом поскольку все экспериментаторы идентичны и имеют идентичные причины заниматься
1:29:56
одной и той же задачей это не слишком трудно себе представить но если мы
1:30:01
построим трехсоткубитную машину А это безусловно когда-нибудь произойдет то если дочь прав мы получим при этом
1:30:08
коллаборацию между громадным числом вселенных превышающим число атомов в нашей видимой вселенной
1:30:15
возникает вопрос не слишком велика получается метафизическая нагрузка ответ
1:30:22
Каждый выбирает сам но если вы считаете что слишком То вам придется как-то иначе
1:30:27
объяснить почему работают квантовые компьютеры большинство специалистов по квантовым
1:30:33
компьютерам предпочитает не задумываться об этих вопросах но существует группа ученых которые привыкли ежедневно перед
1:30:40
завтраком думать даже больше чем о шести невозможных вещах и эта группа космологи
1:30:47
Некоторые из них приняли многомировую интерпретацию как лучший способ объяснить само существование вселенной
1:30:54
стартовые площадки для них служат отмеченной шрёдингером факт что в уравнениях нет ничего что говорило бы
1:31:00
отхлопывание волновой функции При этом они имеют в виду одно единственную волновую функцию Ту самую что описывает
1:31:08
весь мир целиком как суперпозицию состояний мультивселенную представляющую
1:31:13
собой суперпозицию вселенных первый вариант диссертации эврита впоследствии заработанные и сокращенные
1:31:20
по совету уиллера называется теория универсальной волновой функции под
1:31:26
универсальной в данном случае автор подразумевал буквально вселенскую
1:31:31
Вселенная сущность он писал поскольку
1:31:36
утверждается универсальная справедливость описание функции состояния можно рассматривать сами
1:31:42
функции состояния как фундаментальные объекты и даже рассматривать функцию состояния всей вселенной
1:31:49
в таком смысле эта теория может быть названа теорией универсальной волновой функции поскольку предполагается что вся
1:31:56
физика проистекает из этой одной функции здесь имею в виду нашу нынешнюю цель
1:32:02
функция состояния всего лишь другое название волновой функции вся физика
1:32:07
означает все включая нас наблюдателей На физическом жаргоне космологи радуются этой теории Не потому
1:32:14
что их тоже включили в волновую функцию Но потому что такая идея единой не
1:32:19
схлопывающейся волновые функции представляет собой единственный способ описать всю вселенную на
1:32:24
квантово-механическом языке не теряя при этом совместимости с общей теорией относительности
1:32:30
в краткой версии диссертации опубликованной в 1957 году эверет
1:32:36
приходил к выводу что его формулировка квантовой механики могла бы Следовательно оказаться плодотворной
1:32:41
основой для квантования общей теории относительности Хотя его мечта до сих
1:32:46
пор не воплотилась в жизнь она вдохновила космологов к активной работе середины
1:32:52
1980-х годов но все же эта теория тащат за собой большой груз
1:32:59
универсальная волновая функция описывает положение каждой частицы во Вселенной в
1:33:04
какой-то конкретный момент времени но она также описывает все возможные положения этих частиц в этот момент и
1:33:12
все возможные положения каждой частицы в любой другой момент времени Хотя число возможных вариантов ограничено квантовой
1:33:18
дискретностью пространства и времени из этого невообразимого множества возможных вселенных многие варианты окажутся
1:33:25
такими где невозможно существование стабильных звезд и планет как и людей которые жили бы на этих планетах Но по
1:33:33
крайней мере некоторые вселенные будут более или менее Похожи на нашу как это часто изображают в научной фантастике и
1:33:40
в художественной литературе вообще дочь указывал что Согласно многомировой интерпретации любой мир описанный в
1:33:47
любом литературном произведении на самом деле существует где-то в мульте Вселенной при условии что он подчиняется
1:33:53
законам физики где-то обязательно существует к примеру мир грозового перевала но не мир Гарри
1:34:00
Поттера и это еще не все единая волновая функция описывает все возможные
1:34:06
вселенные во все возможные моменты времени но она ничего не говорит о переходе из одного состояния в другое
1:34:12
время не течет строго говоря один из эвертовых параметров называемый вектором
1:34:17
состояния включает в себя описание мира в котором существуем мы и все записи
1:34:23
истории этого мира от наших воспоминаний до окаменелости и Света доходящего до
1:34:28
нас из далеких галактик должна также существовать еще одна Вселенная в точности такая же как наша но сдвинутая
1:34:36
во времени скажем на одну секунду или час или год но нет никаких указаний на
1:34:43
то что любая Вселенная движется от одного момента времени к другому во второй Вселенной описанный универсальный
1:34:49
волновой функцией должен существовать и я обладающий всеми воспоминаниями которые имеются у меня на первый момент
1:34:56
времени плюс Воспоминания соответствующие секунде или часу или
1:35:02
году или любому другому промежутку Однако невозможно сказать что все эти варианты меня одна и та же личность
1:35:09
разные временные состояния могут быть упорядочены при помощи событий которые они описывают определяя таким образом
1:35:16
разницу между прошлым и будущим но вселенные не изменяется от одного состояния к другому все состояния просто
1:35:23
существуют время каким Мы привыкли его воспринимать многомировой интерпретации
1:35:31
Однако насколько я понимаю нам пора что-то изменить пришло время поискать
1:35:37
утешение иного рода и на этот раз мы будем искать его в декагеренции чтобы
1:35:42
произошла чтобы сначала что-нибудь было когерентно физики четко знают что они подразумевают
1:35:50
и сторонники интерпретации утверждают что именно когерентность и
1:35:56
заставляет квантовый мир вести себя так как это происходит как обычно пролить свет на происходящее
1:36:03
нам поможет эксперимент с двумя отверстиями световые или любые другие
1:36:09
волны которые расходятся в разные стороны от двух отверстий первоначально исходят из одного источника и потому
1:36:15
синхронны между собой отверстие просто направляют эти когерентные волны по
1:36:21
разным траекториям и разница в длине этих траекторий влияет на то как два набора волн взаимодействуют между собой
1:36:28
здесь они сходятся в одной фазе там в разных гривне и впадины волн всегда
1:36:34
располагаются регулярно под четким правилом и это позволяет волнам взаимодействовать между собой Так что в
1:36:41
результате получается столь же регулярный узор из света и тени если волны некогерентны например некогерентин
1:36:49
свет двух факелов освещающих стену то интерференционной картины нет
1:36:54
вообще-то интерференция между ними происходит но всё настолько перемешано что никакого регулярного узора не
1:37:01
возникает Согласно интерпретации квантовость исчезает Именно тогда когда
1:37:09
все перемешивается [музыка]
1:37:17
Существует еще одна полезная аналогия так называемые мексиканская волна которую иногда можно увидеть на
1:37:24
стадионах если Каждый зритель на трибуне поднимает и опускает руки случайным
1:37:29
образом когда ему захочется вы увидите лишь хаос машущих рук но если каждый
1:37:36
человек поднимает и опускает руки в нужный момент следуя за соседями то по
1:37:41
трибунам стадиона проносятся волна это волна когерентна произвольная махание
1:37:46
руками не когерентно так что термин декагеренция строго говоря не слишком
1:37:52
уместен в квантовом контексте возможно было бы разумнее назвать эту модель некогерентный интерпретацией квантовой
1:37:59
механики Но тогда ее сторонникам могло бы показаться что это название создает у
1:38:05
слушателя ложное впечатление об их любимой идее если фанаты этой идеи правы границы
1:38:11
между квантовостью и обычным миром определяется когерентностью а не размерами Бор и его коллеги
1:38:17
высказывались об этом весьма туманно и на то есть причины Они могли бы вполне разумно утверждать что такой крупный и
1:38:24
сложный объект как кот слишком велик чтобы находиться в квантовой суперпозиции В то время как отдельные
1:38:31
это мы могут находиться в ней но если мы начнем придумывать собственные варианты мысленного эксперимента с котом в ящике
1:38:38
то где нужно будет провести границу достаточно ли велика блоха чтобы точно
1:38:43
знать жива она мертва или находится в состоянии суперпозиции а микроб никто
1:38:51
этого не знал один человек принял вызов и решил найти ответ на этот вопрос Энтони легит
1:38:57
работавший в конце 1960-х и в 1970-е годы в университете
1:39:03
сассекса твердо решил разработать эксперименты которые позволили бы проверить приложим или по-прежнему
1:39:10
правила квантовой механики к описанию поведения так называемых макроскопических объектов достаточно
1:39:16
больших чтобы их можно было взять в руку или еще больше это привело легита к
1:39:22
созданию сверхпроводящих квантовых интерференционных устройств
1:39:30
squite типичное такое устройство было размером примерно с обручальное кольцо
1:39:35
его действительно можно было брать я держал Но поскольку для работы устройство приходилось охлаждать до
1:39:41
сверхнизких температур держите его в руке в работающем состоянии было нельзя
1:39:46
электрический ток в сверхпроводнике будучи раз запущенным течет вечно
1:39:51
поведение такого тока протекающего по кольцу СКВИД можно отслеживать его можно
1:39:57
корректировать с помощью электрического и магнитного полей эксперименты показали что электронная волна бегающая по кольцу
1:40:04
ведет себя как единый квантовый Объект который примерно в 100 миллионов раз крупнее Атомы и наверняка крупнее
1:40:11
бактерии или даже блохи таким образом легит достиг первой поставленной цели но
1:40:18
не остановился на этом Возможно вы думаете что такая волна может бежать по кольцу в одну сторону
1:40:24
или в другую но не в обоих направлениях одновременно ошибаетесь
1:40:29
эксперименты проведенные в начале 21 века продемонстрировали эффекты
1:40:34
указывающие на движение волны в обоих направлениях одновременно не двух волн движущихся в
1:40:42
противоположных направлениях одной и той же волны идущие одновременно и так
1:40:48
суперпозиции Так что квантовость объекты определяет
1:40:53
не его размер а факт когерентности волн С тех пор работа в этом направлении
1:40:59
значительно продвинулась что принесло легиту Нобелевскую премию и рыцарский
1:41:04
титул устройство squeed становится все крупнее и находит практическое применение в медицине в качестве
1:41:11
чувствительных детекторов магнитных полей генерируемых человеческим телом а
1:41:16
также в качестве потенциальных компонентов квантовых компьютеров для нас же важно отметить что пока волны
1:41:24
когерентны Они ведут себя как макроскопические примеры четко выраженных квантовых состояний но когда
1:41:31
температура повышается и волны декорируют они перестают демонстрировать
1:41:36
квантовость на языке боры можно сказать что дикогеренция Судя по всему вызывает
1:41:42
схлопывание волновой функции поэтому некоторые физики считают что интерпретация
1:41:48
это та же копенгагенская интерпретация но под другим названием Однако при этом упускается Ключевая роль
1:41:56
суперпозиции и запутанности строгой формулировки интерпретации с дикойенцией
1:42:02
суперпозиция и запутанность Две стороны одной монеты когда Две частицы взаимодействуют они
1:42:10
становятся запутанными и с этого момента все что происходит с одной из них влияет
1:42:15
на другую по существу они становятся единым объектом точно так же волну бегающую по
1:42:21
кольцу СКВИД одновременно в обоих направлениях можно считать двумя волнами в суперпозиции запутанными между собой
1:42:29
результат этого единый квантовый объект волна Бегущая по кольцу ни в одном
1:42:34
направлении А в двух сразу Неудивительно что интерпретация с дикагеленцией появилась только в 1980-х годах
1:42:42
одновременно с экспериментами установившими что запутанность верное описание способа функционирования нашего
1:42:49
мира что же на самом деле происходит когда чистые квантовый объект взаимодействует
1:42:55
с внешним миром и дикогрируют он становится не менее а более запутанным
1:43:02
представьте себе одиночную частицу в чистом квантовом состоянии Стоит ей
1:43:07
рассеяться на другой частицы или хотя бы вступить во взаимодействие с фотоном Света как она становится запутанной если
1:43:15
любой из двух запутанных объектов взаимодействует с третьим все три становятся запутанными
1:43:26
запутанность распространяется Что называется быстрее лесного пожара на практике просто не существует такой вещи
1:43:33
как чистая квантовая система отделенная от внешнего мира разве что в совершенно
1:43:38
особых обстоятельствах таких как эксперименты со сквидами а существует запутанные системы того и другого
1:43:46
суперпозиции всего что когда-либо взаимодействовало с первоначальной частицей и всего с чем она когда-либо
1:43:52
взаимодействовала а также всего с чем все это когда-либо взаимодействовало или контактировала
1:43:59
дикогеренция на самом деле означает связывание всего сущего в мире во Вселенной в единую квантовую систему мы
1:44:07
уже не наблюдаем квантовости некогда изолированы частицы потому что она смешалась со всем остальным из-за
1:44:14
результатирующей некогерентности чрезвычайно трудно разобраться фундаментальной квантовости всего кроме
1:44:20
простейших систем математики расскажет что в принципе это возможно поскольку уравнение описывающие квантовый мир
1:44:27
обратимый во времени но не стоит дыхание ждать что кто-нибудь попробует это
1:44:32
проделать очень быстро приводит к некогерентному
1:44:38
состоянию эквивалентному суперпозиции такого числа квантовых состояний которые превышает число элементарных частиц
1:44:47
бол задал вопрос Можно ли объявить задачу строго не решаемой только потому
1:44:53
что во Вселенной недостаточной информации для ее решения также болт привел некоторые оценки
1:45:00
времени необходимого системе для дикогеренции у крупных объектов декагеляция проходит быстрее потому что
1:45:07
в них больше кусочков способны взаимодействовать с другими объектами и друг с другом у пылинки плавающие в
1:45:13
воздухе и бомбардируемые окружающими молекулами дикий гиренция занимает Меньше времени чем нужно фотону
1:45:20
движущемуся со скоростью света чтобы пройти расстояние эквивалентное диаметру Протона даже в межзвёздном пространстве
1:45:27
пылинка плавающая свободно и взаимодействующая только с фотонами реликтового излучения дикогерирует
1:45:33
примерно за секунду для всех практических целей
1:45:39
Это относится к знаменитому чтобы быть одновременно мертвым и живым
1:45:45
этот код должен быть подготовлен в некоем почти невероятном когерентном состоянии чистой квантовости одно дело
1:45:52
подготовить в чистом квантовом состоянии и совсем другое
1:45:57
а если вам это удастся то квантовый код дикогрирует либо в мертвого либо в
1:46:02
живого кота быстрее чем декагерирует плавающая в воздухе пылинка это также
1:46:07
лишает основания одной из философских возражений против копенгагенской интерпретации если воспринимать ее
1:46:15
буквально копенгагенское интерпретация утверждает что ничто не реально если его
1:46:20
не наблюдают или не измеряют допустим кот в ящике может существовать суперпозиции состояний Но тогда
1:46:27
спрашивают оппоненты этой идеи Существует ли Луна когда на неё никто не смотрит или все это время она находится
1:46:34
в суперпозиции всех возможных квантовых состояний существовала ли она в этом смысле до
1:46:40
возникновения жизни на земле убора не было удовлетворительных ответов на эти вопросы
1:46:46
интерпретация их дает фотонов реликтового излучения Не говоря уже о
1:46:52
Солнечном свете вполне достаточно чтобы вызвать дикогеренцию и сделать
1:46:59
Однако это еще не конец истории Нашлись люди которые вместо того чтобы
1:47:06
использовать идею дикогеренции только в ситуации Здесь и сейчас чтобы это здесь
1:47:11
и сейчас не значило в запутанной Вселенной решили применять Этот способ мышления ко всей истории или ко всем
1:47:18
историям Вселенной в результате то что прежде было самостоятельно интерпретацией интерпретацией
1:47:24
непротиворечивых историй стало интерпретацией дикогерентных историй
1:47:30
но я начну с того места где речь идет о не противоречивости
1:47:35
в основе лежит идея о том что мы знаем о квантовом мире или мире вообще лишь то
1:47:41
что можем увидеть и измерить до проведения эксперимента или измерения мы
1:47:47
можем только вычислить вероятность различных его исходов но стоит провести измерение и мы получаем определенный
1:47:54
результат в некотором смысле выбраны из множества возможных вариантов аргументация подхода связанного с
1:48:01
непротиворечивыми историями состоит в том что Каким бы ни был результат измерения то есть чтобы не произошло в
1:48:09
мире всё это должно быть согласовано с прошлым с историей когда мы смотрим на
1:48:15
интерференционную картину полученную в эксперименте с двумя отверстиями все что мы можем сказать точно это что узор на
1:48:22
экране согласуется с тем что волны прошли через отверстие и про интерферировали между собой когда свет
1:48:28
выбивает электроны с поверхности металла мы можем сказать лишь Что это согласуется с тем что свет пришел в
1:48:34
форме фото космологические следствия всего этого широко обсуждались в ученном сообществе
1:48:40
в дискуссии в частности участвовали Стивен Хокинг и его коллеги Хокинг описал традиционный подход к пониманию
1:48:47
Вселенной в квантовых терминах как анализ снизу вверх вы начинаете с
1:48:52
попытки догадаться как в самом начале могла выглядеть Вселенная будучи суперпозицией волновых функций а затем
1:48:59
пытаетесь разобраться как она перешла в то состояние в котором мы видим её
1:49:05
сегодня сам Хокинг предпочитал альтернативный подход сверху вниз при котором вы
1:49:11
начинаете сегодняшнего состояния вселенной и Шаг за шагом согласовано двигаетесь по пройденному ею пути в
1:49:18
прошлое пытаясь определить какие волновые функции внесли свой вклад в ее возникновение
1:49:24
Проблема в том что может найтись и обычно находится более чем один уникальный путь способный привести к
1:49:31
наблюдаемому результату не противоречивых история оказывается больше одной не существует единственный
1:49:38
уникальной истории Вселенной которую можно было бы восстановить таким образом если в электронной версии эксперимента с
1:49:45
двумя отверстиями какой-то Электрон достигает определенные точки на экране не существует способы определить точно
1:49:52
Через какое отверстие обе возможные истории вполне согласуются
1:49:58
с тем что мы наблюдаем А мир в целом намного сложнее чем эксперимент с двумя отверстиями и открывает гораздо более
1:50:05
широкий выбор не противоречивых историй Я еще вернусь к этому но сначала ответим
1:50:11
на вопрос А где в этом сюжете появляется дикая реакция если каждое измерение каждое квантовое
1:50:19
взаимодействие выбирает одну из целого ряда возможных историй то можно представить себе восстановление
1:50:25
траектории Назад во времени до самого большого взрыва а может быть и дальше но
1:50:31
я так далеко заходить не буду причем дикогеренция А это именно она будет
1:50:36
отбирать не противоречивые варианты истории в начале Возможно всё но как только
1:50:42
происходит первые квантовые взаимодействия некоторые возможности исключаются и разнообразие различных
1:50:48
вселенных снижается то есть снижается разнообразие не противоречивых прошлых вселенных это продолжается вплоть до
1:50:56
настоящего времени выбирая историю нашей Вселенной но и Это принципиально не только нашей из числа возможных миров
1:51:04
подход связанный с дикогерентными историями не выбирает уникальную вселенную Нет мы вновь возвращаемся к
1:51:12
вариации на тему множества миров но приходим к ней другим путем возможность использования дикой ггеренции для
1:51:18
превращения идеи многих миров в идею многих историй показалось некоторым физикам соблазнительной поскольку
1:51:25
позволяла избавиться от лишнего багажа в виде параллельных в разной мере реальных
1:51:30
миров и заменить их различными историями которые существовали только в виде призрачных состояний среди вероятностей
1:51:39
но в середине 1990-х годов стало очевидно что дело обстоит не так просто
1:51:45
на одной конференции периметр услышал выступление
1:51:53
на тему этих возможностей и его осенила идея которую он позже описал В книге три
1:52:00
дороги квантовые гравитации
1:52:05
Хотя наблюдаемый нами классический мир в котором частицы имеют определенные координаты является возможно одним из
1:52:13
непротиворечивых миров и описывается каким-нибудь теоретическим решением результаты доукер и эдриана кента
1:52:20
показывают что должно также существовать бесконечное множество других миров более
1:52:25
того существовала бесконечное число не противоречивых миров которые были классическими вплоть до этого момента но
1:52:33
уже через 5 минут будут совершенно непохожи на наш мир что еще более тревожно существовали миры классические
1:52:40
сейчас нам представлявшие собой произвольную смесь суперпозиции классических миров в любой момент
1:52:46
прошлого если интерпретация не противоречивых историй верна мы не имеем
1:52:52
права и существования окаменелостей делать вывод о том что 100 миллионов лет назад по нашей планете бродили Динозавры
1:52:59
все истории равно реальны и то что мы воспринимаем как единственную настоящую
1:53:04
историю нашего мира зависит от вопросов которые мы задаем точно как вы
1:53:10
эксперименте с электронными если мы будем искать волны то найдем волны а если поищем частицы найдем частицы если
1:53:18
мы ищем свидетельство существования динозавров в прошлом мы находим историю которая согласуется с существованием
1:53:24
динозавров в прошлом это не обязательно означает что в прошлом на самом деле
1:53:29
были динозавры Это означает лишь что сегодняшнее состояние мира не противоречит возможности существования
1:53:36
динозавров в прошлом как сказал по этому поводу смолен получилось теория в которой мы можем
1:53:43
формулировать ответы но не вопросы не то чтобы она устраивала и наших и ваших но
1:53:49
в зависимости от своих предпочтений Вы можете видеть в интерпретации с дегеляцией вариант либо копенгагенской
1:53:55
либо многомировой интерпретации не тревожьтесь если ни один из них вам не
1:54:01
по вкусу Возможно вы сможете найти утешение в ансамблевый интерпретации
1:54:06
ансамблевая интерпретация была первой и простейшей альтернативой копенгагенской
1:54:12
интерпретации именно ее кстати говоря предпочитал Альберт Эйнштейн пытаясь
1:54:18
рассматривать квантово теоретическое описание как полное описание отдельных систем мы приходим к ней естественной
1:54:25
интерпретации теории если принять точку зрения согласно которой такое описание относится к
1:54:32
ансамблю систем а не к отдельным системам тогда необходимость в таких неестественных интерпретациях отпадает
1:54:44
главный современный сторонник этой идеи Объясняет что критика эйнштейном интерпретации которую принимают по
1:54:52
умолчанию многие физики была связана с тем что функция квантового состояния волновая функция дает описание
1:55:04
но эта интерпретация на самом деле ничего не интерпретирует она просто
1:55:10
утверждает что все что кажется странным в квантовом мире может быть объяснено с
1:55:15
позиции статистики иногда это называют статистической интерпретацией Скорее это
1:55:21
напоминает полицейского на месте преступления уговаривающего столпившихся зевак Нечего здесь смотреть Проходите
1:55:27
пожалуйста имеются в виду статистика относящиеся к конкретным ансамблем но сами ансамбли
1:55:34
совсем не то что приходит в голову большинство людей при упоминании этого термина
1:55:39
в повседневном языке ансамбль группы объектов обладающих общим свойством или
1:55:45
работающих вместе к примеру музыкальный струнный ансамбль для специалиста по
1:55:51
статистике ансамблем может быть например набор из 600 одинаковых игральных
1:55:56
кубиков если бросить их все одновременно то по законам вероятности мы можем
1:56:01
ожидать что выпадет около 160 около 105орок примерно по столько же четверок
1:56:07
троек двоек и единиц но можно получить тот же самый статистический результат
1:56:13
иным способом взять одну идеальную игральную Кость и Бросить ее 600 раз
1:56:19
тогда можно ожидать что шестерки выпадет около 100 раз пятерка тоже около 100 раз
1:56:25
и так далее именно такого рода ансамбли имеют в виду квантовые физики
1:56:31
емкость наполненную молекулами газа нельзя назвать ансамблем А вот множество
1:56:36
одинаковых емкостей с газом над которыми проводится один и тот же эксперимент можно в идеале Вы должны проводить в
1:56:44
точности одинаковые эксперимент над одной и той же самой частицей много раз отслеживая результат каждой из этих
1:56:51
попыток это и есть ансамбль Результаты будут следовать распределению
1:56:56
вероятностей в соответствии с правилами которые разработал Макс Борн
1:57:01
осуществить такой эксперимент на практике Было бы очень трудно но дело не в этом представьте себе не миллион
1:57:08
электронов одновременно проходящих через установку двухфилевого эксперимента и регистрируемых На другой стороне
1:57:15
один и тот же Электрон проходящий через установку миллион раз при этом каждый
1:57:21
раз отмечается положение точки через которую Электрон проходит На другой стороне
1:57:27
принципиальный момент который очень любят сторонники этой интерпретации состоит в том что частицы в данном
1:57:34
случае это всегда реальные частицы В повседневном смысле слова волновая функция здесь не приложима к
1:57:42
отдельным частицам поэтому каждый отдельный Электрон к примеру обладает либо положительным либо отрицательным
1:57:48
спинам Но когда частицу у вас много вероятность обнаружения каждого варианта
1:57:54
при проверке отдельного электрона составляет при прочих равных условиях 50
1:57:59
на 50 нет никакого корпускулярно-волнового дуализма нет суперпозиции и нет никаких мертвых и
1:58:06
живых котов конечно трудно было бы 100 или более раз провести эксперимент с использованием
1:58:12
одного и того же Кота Но если проделать это сотней Котов По очереди то Согласно
1:58:18
ансамблевой интерпретации половина из них выживет А половина умрет но не один
1:58:23
код не окажется в суперпозиции звучит соблазнительно вот он здравый
1:58:28
смысл Ну как указал мы не можем утверждать что решили
1:58:34
проблемы интерпретации мы их просто проигнорировали отдельные системы существуют
1:58:46
при попытке понять что происходит когда систему в данном случае
1:58:56
подготовление системы предусматривает некоторое участие случайностей а наблюдение за ней добавляет еще один
1:59:04
слой случайности мы вновь стоим перед проблемой определения где заканчивается
1:59:09
система и начинается Внешний мир как в случае с запутанностью которая
1:59:14
распространяется на всю вселенную в интерпретации с дикаренцией примером
1:59:19
такого взаимодействия с внешним миром который иногда приводит в поддержку ансамблевой интерпретации может служить
1:59:26
так называемый эксперимент с чайником под наблюдением ключ к этой идее состоит в том что хотя
1:59:33
уравнение квантовой физики описывают вероятность обнаружения системы в том или ином состоянии они ничего не говорят
1:59:40
о том как системы совершают переход из одного состояния в другое
1:59:46
в уравнениях нет ничего что описывало бы схлопывание волновой функции
1:59:52
и ни один эксперимент ни разу не зафиксировал ни одной волновой функции в процессе схлопывания еще в 1954 году
2:00:01
Алан тьюринг указал что квантовая система за которой постоянно наблюдают никогда не изменятся он писал не сложно
2:00:09
показать при помощи стандартной теории что если некую систему начинают наблюдать в собственном состоянии Агент
2:00:16
стейт некоторого наблюдаемого измерения этого наблюдаемого проводятся энрес в секунду тогда даже если состояние
2:00:23
системы не стационарно вероятность того что она скажем через одну секунду будет
2:00:29
находиться в том же состоянии стремится к единице По мере того как N стремится к
2:00:34
бесконечности то есть непрерывные наблюдения будут препятствовать всякому
2:00:39
движению физики по-разному пытаются это объяснить Вот одна из версий представьте
2:00:46
себе систему Вы вполне определенном состоянии с волной вероятности распространяющиеся наружу И постепенно
2:00:54
повышающий вероятность обнаружения этой системы в некотором ином состоянии если
2:01:00
подождать подольше то взгляните-ка вы вероятно сможете увидеть ее в другом состоянии Но если вы бросите на нее
2:01:07
взгляд очень быстро то вероятности просто не будет времени на изменения и системы останется в том же состоянии она
2:01:15
не может находиться в промежуточном состоянии потому что промежуточных состояний не существует Значит волне
2:01:21
придется начать распространение заново с той же позиции смотрите на систему достаточно часто и
2:01:28
она никогда не изменится квантовый чайник никогда не закипит Если вы будете все время на него смотреть так
2:01:35
предсказывал тьюринг и его предсказание Уже проверено экспериментально
2:01:40
все такие эксперименты содержат вариации одной темы как правило чайник
2:01:46
представляет собой несколько тысяч ионов какого-нибудь элемента например бериллия захваченных электрическим и магнитным
2:01:53
полями и он это атом лишенный одного или нескольких электронов и получившие в
2:01:59
результате положительный заряд благодаря чему им легко манипулировать при помощи таких полей и он и заранее подготовлены
2:02:06
в таком энергетическом состоянии из которого они хотят уйти опустившись на
2:02:11
более низкие энергетический уровень за состоянием системы можно наблюдать при
2:02:17
помощи хитроумной методики с применением лазеров позволяющие определить сколько ионов перешло в основное состояние за
2:02:23
некоторый промежуток времени в одном типичном эксперименте через 128 миллисекунд Оказалось что в основное
2:02:31
состояние перешла половина ионов если лазер смотрел на систему через 64
2:02:36
миллисекунды после начала то перешедшими в основное состояние оказывалось лишь
2:02:41
четверть Ионов Если же лазер вспыхивал каждые 4 миллисекунды и проверял систему 64 раза
2:02:48
за 256 миллисекунд то через этот промежуток времени оказывалось что почти
2:02:54
все ионы находятся в своем исходном состоянии категориях вероятностей соответствующих
2:03:00
нашей волновой функции этот отказ закипать объясняется тем что через 4
2:03:06
миллисекунды вероятность того что некий и Он уже перешел в основное состояние составляет всего
2:03:12
0,1 Так что 99,99
2:03:19
должны по-прежнему оставаться на уровне 1 и это верно для каждого интервала в 4
2:03:25
миллисекунды чем короче интервал между наблюдениями тем сильнее описанный эффект волновые функции никогда не
2:03:32
схлопываются если за ними наблюдают Тогда почему мы должны считать что они вообще схлопываются
2:03:39
белентен утверждает что они этого и не делают и что описанное ранее явление
2:03:44
экспериментальные свидетельство в пользу ансамблевой интерпретации Однако у
2:03:49
ансамбле вы интерпретации есть одна серьезная проблема она явным образом утверждает что волновая функция не
2:03:56
применима к отдельным квантовым объектам и что Никакой суперпозиции состояний не существует
2:04:02
Но экспериментаторы сегодня спокойно в рабочем порядке манипулируют отдельными квантовыми объектами например
2:04:08
электронными в ситуациях таких как квантовые вычисления где они кажутся
2:04:13
следуют описанию волновой функции вроде бы способно демонстрировать
2:04:19
единичные макроскопические квантовый объект электро волна бежит по нему одновременно в обоих направлениях
2:04:25
находящиеся прежде Я думал что это смертельный удар
2:04:30
для идеи ансамблевой интерпретации но ли Смолин оживил её в новом воплощении
2:04:36
новая версия ансамблевой интерпретации включает концепцию не локальности которая как уже экспериментально
2:04:43
показано является ключевым свойством Вселенной Эйнштейна вероятно не
2:04:48
обрадовали бы такими-томорфозы интерпретации которую он поддерживал но
2:04:53
смолину они так нравятся что он ничуть не смущает величает свою версию настоящей ансамблевой интерпретацией
2:05:00
Ключевое отличие состоит в том что если в традиционной ансамблевый интерпретации
2:05:05
члены ансамбля не могут существовать все одновременно то в версии смолины они
2:05:11
одновременно реальны чтобы сказать это короче и по существу нам следует добавить одно жаргонное словечко которым
2:05:18
пользуются физики возможные квантовые компоненты ансамбля скажем атомы водорода Они называют
2:05:30
возможность потому что это объекты которые могли бы в принципе существовать
2:05:36
Ну как в случае с выбрасыванием
2:05:46
концепция которую Из уважения к смолину я буду называть настоящий ансамблевый интерпретации
2:05:52
гласит все би-эйблы составляющие ансамбль на самом деле существуют в
2:05:58
природе одновременно как 600 игральных костей которые бросают вместе они как
2:06:03
Одна кость которую бросают 600 раз подряд любую квантовую систему в любой
2:06:09
Отдельно взятый момент времени характеризует вполне конкретное состояние дел определяемое значениями
2:06:18
смолен начинает с разумного принципа согласно которому всё что как предполагается влияет на поведение
2:06:24
реальной системы во Вселенной само по себе тоже должно быть реальной системой
2:06:29
во Вселенной неприемлемо говорит он воображать что существует какой-то жуткий способ
2:06:35
посредством которого потенциальности влияют на реальности в интерпретации с
2:06:40
волной пилотом к примеру волна представляет собой реальное свойство Вселенной это кипее был а не какую-то
2:06:47
жуткую волну вероятности Но это интерпретация вступает в конфликт с другим постулатом
2:06:55
нигде в природе не должно существовать безответного действия по сути это
2:07:01
расширение третьего закона Ньютона согласно которому в классических системах действие и противодействия
2:07:07
равны по величине и противоположны по направлению А вот в интерпретации с
2:07:12
волной пилотом волна влияет на частицу но частицы не влияет на волну не противодействует
2:07:18
в то же время в ансамбле каким его рисуют смолен составляющие ансамбль пейблы Взаимно влияют друг на друга
2:07:25
порождая то поведение которое мы видим в таких экспериментах как эксперимент с
2:07:30
двумя отверстиями если все компоненты ансамбля реальны тогда нет никаких причин по которым не
2:07:37
может быть новых В смысле не обнаруженных прежде взаимодействий между ними смолен приводит пример с атомами
2:07:43
водорода в их минимальном энергетическом состоянии которое называется основным состоянием существует ансамбль всех
2:07:51
таких водорода во Вселенной настоящий ансамбль из настоящих его компоненты взаимодействуют между
2:07:59
собой не локальным способом посредством которого копируют состояние друг друга в
2:08:05
соответствии с правилами вероятности связанными с этими квантовыми состояниями
2:08:10
вероятность копирования не зависит от того Где именно в пространстве находятся компоненты но зависит от способа которым
2:08:18
би эйблы распределяются в ансамбле квантовая статистика позволяет Составить
2:08:23
список позиций в которых будут обнаружены атомы водорода в основном состоянии но не позволяет сказать какой
2:08:31
атом водорода В какой локации находится смолен сумел показать математические что
2:08:36
на основании нескольких простых правил о том как парыблов влияют друг на друга этот процесс позволяет получить все
2:08:44
наблюдаемое поведение квантовых систем а также объяснить почему такие объекты как
2:08:49
коты и люди не могут находиться в суперпозиции квантовые механики говорит смолен
2:08:55
применимо к небольшим подсистемам вселенной существующим во множестве экземпляров как атомы водорода в
2:09:01
основном состоянии но макроскопические системы такие как коты и люди не имеют нигде во вселенной
2:09:09
и на них не влияет процесс копирования который проходит с участием взаимодействующих квантовых бейблов
2:09:15
Привет в этом смысле Им просто не с чем взаимодействовать из этого следует несколько интересных выводов во-первых
2:09:23
Вселенная должна быть конечной в бесконечной Вселенной существовало бы бесчисленное множество ваших копий Так
2:09:30
что взаимодействие описываемые уравнениями смолины влияли бы на вас и вы вели бы себя как квантовые частицы
2:09:37
во-вторых смолен выводит из простых математических правил не только волновое уравнение Шрёдингера но и законы
2:09:44
классической механики законы Ньютона и тому подобное Как приближенный вариант квантовой механики Однако смолен
2:09:51
подозревает что сама квантовая механика есть приближенная версия какого-то более
2:09:56
глубокого описания Вселенной это и побудило его глубоко погрузиться в эти
2:10:01
мутные воды и заходит так далеко что утверждает Если это так то обмен
2:10:07
сигналами со сверхсветовой скоростью Вполне может оказаться возможным
2:10:13
на том что мы пока не пришли к окончательному варианту теории свидетельствует один момент возможно Вы
2:10:20
уже заметили что взаимодействие биолов подразумевает существование уникального
2:10:25
космического времени чтобы эти взаимодействия могли происходить одновременно А это требует расширения
2:10:31
теории относительности квантовая физика говорит смолен должна
2:10:36
быть приближенным вариантом некой космологической теории которая формулируется на другом языке
2:10:42
Искать эти фундаментальные законы возможно следует в экспериментах с участием систем существующих во
2:10:48
Вселенной в небольшом числе копий то есть на границе между микроскопическим и макроскопическим мирами Не исключено что
2:10:56
эксперименты с квантовыми компьютерами позволили бы нам понять Имеются ли где-то во Вселенной их копии могут
2:11:02
обнаружиться реальные наблюдаемые эффекты порождаемые коррекциями квантовой физики которые зависят от
2:11:08
размера все это звучит нам кое о чем напомнить Были времена
2:11:16
когда людям трудно было поверить что солнце влияет на динамическое поведение планет потому что это подразумевает
2:11:22
непонятное действие на расстоянии как я уже упоминал даже Ньютон не пытался
2:11:27
объяснить как все это работает ограничиваясь знаменитым ответом
2:11:33
гипотез не измышляю настоящая ансамливая интерпретация
2:11:39
предусматривает новый тип нелокального взаимодействия между бейблами но это не
2:11:45
должно беспокоить нас больше чем тот факт что всего 100 с небольшим лет назад взаимодействие между солнцем и землей
2:11:51
описывалось неким новым типом взаимодействия А теперь описывается общей теории относительности
2:11:57
не физику ни локальность кажется жутковатой из-за своей непривычности но
2:12:03
для растущего числа физиков она стала таким же общепринятым фактом как Гравитация в конце концов это не так уж
2:12:10
трудно переварить до завтрака взаимодействие которым нипочем пространство установленное свойство
2:12:16
окружающего мира А что можно сказать о взаимодействиях которым нипочем время
2:12:22
Сможем ли мы найти утешение здесь корни транзакционные интерпретации квантовой
2:12:28
механики кроются в загадке о природе Света интересовавшие еще Альберта
2:12:33
Эйнштейна именно размышления о природе Света привели Эйнштейна к созданию специальной
2:12:40
теории относительности и одного этого достаточно чтобы воспринимать вопрос серьезно
2:12:45
специальные теории Великого физика привело осознание того что из уравнений
2:12:50
описывающих поведение света и всего остального электромагнитного излучения следует скорость света одинаковы для
2:12:58
всех и постоянно сейчас эту константу записывают как C Если вы направите на
2:13:04
меня Луч фонарика А я буду просто стоять рядом с вами то при измерении скорости света от фонарика я получу Но даже если
2:13:12
я буду нестись к вам или от вас с высокой скоростью Я все равно получу при измерении скорости света фонарика
2:13:18
величину C из этого простого факта Эйнштейн и вывел теорию относительности
2:13:23
уравнение которые помимо прочего гласят что скорость света одинаковы для любого
2:13:29
наблюдателя известно как уравнение Максвелла и названы в честь открывшего их физика
2:13:35
девятнадцатого Столетия на уравнение Джеймса Кларка Максвелла обладают еще
2:13:41
одним любопытным свойством Они симметричны во времени в любой задаче с
2:13:46
участием электромагнитного излучения например излучение связанного с движущимся электроном у этих уравнений
2:13:54
всегда Имеется два решения одно описывает так называемую запаздывающую
2:14:00
волну которая исходит от источника и движется вперёд во времени чтобы быть
2:14:07
поглощенной где-то далеко во внешнем мире другое описывает опережающую волну которая
2:14:15
исходит от поглотителей где-то там во внешнем мире и сходится из будущего к
2:14:22
тому что мы воспринимаем как источник излучения в данном случае движущиеся
2:14:27
Электрон большинство физиков просто не обращает внимание на это опережающее
2:14:32
решение но в 1909 году
2:14:38
в первом случае электрическое поле вычисляют по совокупности процессов испускания во
2:14:45
втором по совокупности процессов поглощения всегда можно воспользоваться любым из
2:14:52
двух равенств Так же как можно мысленно удалять поглощающее тело значит нельзя
2:14:58
сделать вывод что запаздывающее решение является более специальным чем решение
2:15:03
являющееся линейной комбинацией запаздывающей и опережающий волн
2:15:09
можно мысленно удалять тело поглощающее излучение Причем на любое расстояние Это
2:15:14
относится не только к электронным взаимодействующим со своими соседями но и к примеру телевизионным сигналам
2:15:20
распространяющимся от земли По Вселенной уравнение описывающие этот процесс
2:15:27
всегда включают решения описывающее опережающие волны сходящиеся из глубин
2:15:33
Вселенной контеном с которых эти сигналы были переданы здесь содержится намек на тип не
2:15:40
локальности отличающиеся от того что мы встречали ранее Или тот же самый конечно
2:15:50
одним из очень немногих людей кто воспринял эту идею всерьез был Ричард
2:15:55
фейнман в 1940-х обучавшиеся в аспирантуре в принстоне по совету своего
2:16:01
научного руководителя Джона уиллера он разработал идею о том что взаимодействие
2:16:07
с другой заряженной частицей Электрон как бы по половинке волны испускается в
2:16:12
будущее и в прошлое там где эта волна встречается с другой заряженной частицей
2:16:18
последняя испускает вперед и назад во времени собственные половинки волны Согласно фэймановской версии две
2:16:25
полуволны интерферируя компенсируют друг друга всюду кроме пространства между этими двумя частицами где они
2:16:32
усиливаются и образуют полную волну когда фейнман делал в принстоне доклад
2:16:39
на эту тему среди слушателей были Эйнштейн и Вольфганг пауля паули сказал
2:16:44
что по его мнению идея не заработает И спросил Эйнштейна согласен
2:16:50
нет сказал мне только кажется что было бы очень трудно создать соответствующую теорию
2:16:57
для гравитационного взаимодействия несмотря на такую поддержку идею долгое
2:17:04
время оставалась невостребованной потому что никто просто не верил в волны приходящие из будущего но в конце
2:17:12
1970-х годов Джона Крамера преподавателя в вашингтонского университета в Сиэтле
2:17:18
которого идея фэйнмана захватила еще во времена учебы в аспирантуре вдруг
2:17:23
осенило Как её можно включить в квантовую механику как это часто бывает мысль Крамера
2:17:29
кажется очевидной но лишь с того момента когда кто-нибудь её выскажет Крамера подтолкнула Мысль о том что
2:17:37
происходит с волна вероятности в квантовой системе когда частица с которой она связана регистрируется в
2:17:42
определенной локации откуда волна во всех остальных местах
2:17:47
узнает что в этом мгновение надо исчезнуть Крамер провел аналогию с бутылкой
2:17:54
которую пляжа бросают в Атлантический океан Представьте что это квантовая бутылка И
2:18:01
что она исчезает в волне которая распространяется на весь океан и доходит до Европы
2:18:06
бутылка оказывается где-нибудь на пляже в Англии и в это самое мгновение волны
2:18:12
разошедшиеся по всему океану исчезают камер понял что должны существовать
2:18:18
опережающие из-за опаздывающие волны и что эти волны повсюду производят
2:18:24
квантовые рукопожатия он понял что только те запаздывающие
2:18:29
волны которые производят эхо в виде опережающих волн могут влиять на
2:18:34
положение частиц их Загадочный квантово-механический перенос из точки А в точку б или переход с одного
2:18:42
энергетического уровня на другой без перемещения через разделяющее их пространство
2:18:47
волны от бутылки в Англии прошли Назад во времени до Флорида через океан чтобы
2:18:54
установить уникальное соединение и погасить все остальные волны Крамер видел здесь сходство с моделью
2:19:01
волны пилота в которой волны показывают частицам куда двигаться но в которой что
2:19:06
принципиально нет обращенного Назад во времени подтверждение рукопожатия это
2:19:12
объясняет также загадку эпр Две частицы Однажды взаимодействовавшие между собой
2:19:19
последствии остаются соединенными рукопожатиями то есть подтвержденным
2:19:25
контактом между ними и местом и взаимодействия всё это увязывается
2:19:32
знаменитого уравнения чтобы применить теорию поглотителя
2:19:38
квантовой механики нам потребуется некая квантовое уравнение которое подобно
2:19:44
уравнениям Максвелла имеют два решения одну из них соответствует волне
2:19:49
положительная энергия текущей в будущее второе описывает волну отрицательной энергии текущую в прошлое на первый
2:19:57
взгляд уравнение Шрёдингера не соответствует этому описанию поскольку описывает поток только в одном
2:20:02
направлении которое мы интерпретируем как направление из прошлого в будущее Однако любому физику в университете
2:20:10
рассказывают что широко используемая версия уравнения не полна большинство
2:20:15
это быстро забывает еще квантовые пионеры квантовые науки поняли что уравнение Шрёдингера не
2:20:23
учитывает требования теории относительности в большинстве случаев это не имеет
2:20:30
значения Вот почему студенты физики и даже большинство специалистов по квантовой механике пользуются простым
2:20:37
вариантом уравнения и ни о чем не беспокоиться Однако полная версия волнового уравнения
2:20:44
должным образом учитывающая релятивистские эффекты гораздо больше напоминает уравнение максвеллы в
2:20:51
частности Она имеет два набора решений один из них соответствует общеизвестному простому уравнению Шрёдингера второй
2:20:58
своего рода зеркальному отображению уравнение Шрёдингера описывающего поток отрицательной энергии в прошлое это
2:21:06
двойственность отчетливо проявляется при расчете вероятности в области квантовой механики свойства квантовой системы
2:21:13
описываются математическим выражением которое называется вектором состояния и
2:21:19
в свою очередь описывается волновым уравнением Шрёдингера В общем случае это
2:21:25
комплексное число то есть число в которое входит корень квадратный из минус единицы и если А и B обычные числа
2:21:33
то а плюс и помноженное на B как и А минус И помноженное на B будет комплексным числом
2:21:40
расчет вероятности необходимые для определения шанса обнаружить например Электрон в определенном месте в
2:21:48
определенное время сводится к вычислению квадрата вектора состояния соответствующего данному конкретному
2:21:55
состоянию электрона но вычисления квадрата комплексной переменной не
2:22:01
означает просто умножение её на саму себя вместо этого вы должны создать еще
2:22:06
одну переменную зеркальное отражение первой называемое комплексно сопряженной
2:22:12
величиной поменяв знак перед мнимой частью плюс станет минусом и наоборот
2:22:17
таким образом А минус И помноженная на B и a + a помноженное на B комплексно
2:22:24
сопряженные величины для расчета вероятности эти два комплексных числа перемножаются между собой
2:22:31
Но для уравнений которые описывают изменения системы во времени акт
2:22:36
изменения знака мнимой части и нахождения комплексно сопряженного числа
2:22:46
базовое уравнение вероятности предложенные Максом борным еще в 1926
2:22:52
году содержит явную отсылку к природе времени к возможности существования двух
2:22:58
типов уравнений одно из которых описывает опережающие
2:23:03
волны а другое запаздывающее из этого следует тот замечательный факт
2:23:10
что начиная аж с 1926 года всякий раз когда какой-нибудь физик берет
2:23:17
комплексно сопряженное к простому уравнению Шрёдингера и используют его для расчёта квантовой вероятности он сам
2:23:24
того не сознавая учитывает решение этих уравнений с опережающей волной и влияние волн движущихся Назад во времени
2:23:32
с точки зрения математики у предложенной камерам интерпретации квантовой механики не возникает никаких проблем потому что
2:23:40
вся математика вплоть до уравнения Шрёдингера там в точности такая же как в копенгагенской интерпретации разница
2:23:47
здесь в буквальном смысле слова только в интерпретации камера описывает типичную
2:23:52
квантовую транзакцию как рукопожатие частицы с другой частицей находящиеся в
2:23:58
другой точке пространства и времени он начинает с идеи электрона испускающего
2:24:03
электромагнитное излучение которое поглощается другим электронным Но это описание столь же хорошо работает и для
2:24:09
Вектора состояния квантового объекта которые начинают в одном состоянии и заканчивает в другом в результате
2:24:16
некоего взаимодействия к примеру для Вектора в состоянии частицы источником с
2:24:22
одной стороны установки эксперимента с двумя отверстиями и поглощенный детектором с другой стороны
2:24:29
одна из трудностей подобного описания на обычном языке заключается в том как мы
2:24:34
должны трактовать взаимодействие идущие одновременно в обоих направлениях во времени и потому происходящее мгновенно
2:24:41
с точки зрения обычных часов повседневном мире краймер делает это
2:24:46
оставаясь по существу Вне времени и используя семантическое средство описание в терминах своего рода
2:24:53
псевдо-времени это не более чем семантическое средство но оно безусловно
2:24:58
помогает большинству людей выстроить в своем сознании вразумительную картину работает Это примерно так когда
2:25:06
квантовый объект излучатель взаимодействует с окружающим миром он пытается делать это порождая поле
2:25:12
которое представляет собой симметричную во времени смесь запаздывающей волны уходящей в будущее и опережающие волны
2:25:20
уходящие в прошлое ради получения понятной картины мы игнорируем опережающую волну и следим
2:25:26
только за запаздывающей волной она движется в будущее пока не встретит другой объект поглотитель с которым
2:25:33
может вступить во взаимодействие второй объект порождает новые
2:25:38
запаздывающее поле которое в точности компенсирует первые запаздывающие поле в
2:25:43
результате в будущем поглотителя никакого запаздывающего поля нет но поглотитель порождает также
2:25:50
отрицательную опережающую волну идущую Назад во времени к излучателю по траектории первоначальный запаздывающей
2:25:57
волны у излучателя это опережающая волна поглощается вызывая у первого объекта
2:26:03
отклик при котором тот излучает второе опережающую волну Назад в прошлое это
2:26:09
новое опережающая волна полностью компенсирует первоначальную опережающую волну Так что до начала всего этого
2:26:16
процесса никакого эффективного излучения идущего Назад в прошлое так же нет
2:26:21
остается только двойная волна связывающая излучать или поглотитель и
2:26:26
наполовину состоящая из запаздывающей волны несущие положительную энергию в будущее а на другую половину из-за
2:26:33
опережающей волны несущие отрицательную энергию в прошлое по ходу отрицательного
2:26:39
времени поскольку минус на минус дает плюс это опережающая волна прибавляется к
2:26:45
первоначальный запаздывающей волне как если бы она тоже была запаздывающе волной идущие от излучателя поглотителю
2:26:53
отрицательная Энергия и отрицательное время в сумме дают положительную энергию
2:27:00
идущую как пишет камер можно считать что
2:27:06
излучатель порождает запросную волну которая движется к поглотителю затем
2:27:12
поглотитель возвращает излучателю подтверждающую волну и транзакция
2:27:17
завершается рукопожатием через пространство время Но это всего лишь цепочка событий с
2:27:24
точки зрения псевдо-времени в реальности это вневременной процесс все что
2:27:31
происходит происходит сразу если в этой цепочке событий и
2:27:36
присутствует особое звено пишет Крамер это не то звено которое завершается почку это звено в начале цепочки когда
2:27:44
излучатель получив в ответ на свою запросную волну различные подтверждающие волны усиливает одну из них выбранную
2:27:52
случайным образом в соответствии с правилами вероятности Причем так что
2:27:57
данная подтверждающая волна воплощается в реальности в виде
2:28:03
завершенной транзакции в конце в ней временной транзакции нет слова когда
2:28:09
как это разрешает главную загадку эксперимента с двумя отверстиями Согласно транзакционной интерпретации
2:28:16
запаздывающая запросная волна распространяется через оба отверстия в установке и инициирует опережающую
2:28:24
подтверждающую волну от детекторного экрана которая проходит через оба отверстия в установке назад К источнику
2:28:32
каждая частица случайным образом выбирает которые из предложений принять
2:28:37
порождая интерференционную картину Но если в хитроумном варианте эксперимента с отложенным выбором одно
2:28:44
из отверстий закрывается После того как частицы отправилась в путь частицы уже
2:28:50
знает об этом потому что у подтверждающей волны осталось только одно отверстие через которое она может
2:28:56
пройти обратно для рукопожатия Крамер пишут вопрос о том когда Наблюдатели решает
2:29:04
Какой вариант эксперимента провести больше не имеет значения наблюдатель определил конфигурацию
2:29:12
и граничные условия и транзакция сформировалась соответственно более того
2:29:22
в отличие от любого другого взаимодействия также не имеет более значение Так что Наблюдатель
2:29:34
успех в разрешении загадок квантовой физики достигнут за счет принятия всего лишь одной идеи которая Казалось бы
2:29:41
противоречит здравому смыслу идея о том что часть квантовой волны реально может
2:29:47
двигаться Назад во времени на первый взгляд это резко противоречит нашим интуитивным представлениям о том
2:29:53
что причина всегда предшествует событиям которые вызывает но при ближайшем
2:29:59
рассмотрении оказывается что в конце концов путешествие во времени которые необходимо в транзакционной
2:30:05
интерпретации Не нарушают повседневных представлений о Причинности Хотя
2:30:11
вневременное рукопожатие происходит при помощи опережающей квантовой волны
2:30:16
движущейся Назад во времени это не как не влияет на логическую структуру
2:30:21
Причинности в повседневном мире нас не должно удивлять что способ
2:30:27
обращения со временем в транзакционные интерпретации отличается от того что подсказывает
2:30:32
здравый смысл потому что в транзакционную интерпретацию явным образом включены эффекты теории
2:30:37
относительности кппенгагенская интерпретация напротив рассматривает время в классическом
2:30:42
ньютоновском ключе именно это лежит в основе противоречий возникающих при
2:30:48
попытке объяснить результаты квантовых экспериментов по измерению неравенства Белла с позиции копенгагенской
2:30:53
интерпретации если бы скорость света была бесконечна проблема исчезли бы тогда не было бы
2:31:00
разницы между локальным и не локальным описаниями процессов с участием неравенства Белла а обычное уравнение
2:31:06
Шрёдингера точно описывало происходящее ведь обычное уравнение Шрёдингера по
2:31:11
сути представляет собой корректная если скорость света бесконечна
2:31:17
как в невременное рукопожатие влияет на возможность Свободы воли на первый
2:31:23
взгляд может показаться что все закреплено этими связями между прошлым и будущим каждый излученный Фотон уже
2:31:29
знает когда и где он будет поглощен каждая волна квантовой вероятности
2:31:35
проскальзывающая со скоростью света сквозь щели в эксперименте с двумя отверстиями уже знает какого рода
2:31:40
детектор ожидает ее На другой стороне мы оказываемся лицом к лицу с образом застывшей Вселенной в которой ни времени
2:31:48
пространства не имеют смысла а всё что когда-либо было или когда-либо будет
2:31:53
просто существует но в наших временных рамках решения принимаются на основании подлинной
2:31:59
Свободы воли без определенного знания об их исходе принятие решений как
2:32:05
человеческих так и квантовых выборов вроде тех что связано с распадом атома образующих вневременную реальность
2:32:11
микроскопического мира требует времени в макроскопическом мире Крамер настойчиво
2:32:17
подчеркивает что и в интерпретация не делает никаких предсказаний отличных от предсказаний традиционной квантовой
2:32:23
механики и Предлагается в качестве концептуальной модели которая могла бы в принципе помочь людям Ясно понять что
2:32:30
происходит в квантовом мире это инструмент который скорее всего будет особенно полезен для формирования
2:32:36
интуитивных представлений и понимания загадочных без этого квантовых явлений но не нужно считать что транзакционные
2:32:44
интерпретация в этом отношении слабее других интерпретаций поскольку ни одна
2:32:49
из них не является чем-то большим нежели концептуальной моделью помогающие нам
2:32:54
разобраться в квантовых и все они делают совершенно одинаковые предсказания в
2:33:01
этом и заключается суть все утешения равно хороши и все они равно плохи это
2:33:08
по крайней мере означает что вы вольны самостоятельно выбрать которые из них самое комфортное для вас и не обращать
2:33:15
внимание на остальные на протяжении последних 90 лет многие ученые умы
2:33:21
пытались постичь смысл квантовой механики 6 возможных утешений которые есть здесь описал лучшие идеи которые
2:33:28
они смогли предложить за это время и все их можно сформулировать очень кратко первое мир не существует Если вы на него
2:33:37
не смотрите 2 движением частиц управляет невидимая волна но частицы на волну не
2:33:43
влияют 3 все что могло хотя бы в принципе случиться случается в одной из
2:33:49
множества параллельных реальностей 4 все что могло хотя бы в принципе случиться
2:33:54
уже случилось а Мы заметили лишь часть этого всё влияет на все остальное мгновенно
2:34:01
как если бы пространство не существовало 6 будущее влияет на прошлое в работе
2:34:08
характер физических законов Ричард Мне кажется я смело могу сказать
2:34:18
если сможете не мучайте себе вопросом но как же так может быть ибо в противном
2:34:24
случае Вы зайдете в тупик из которого ещё никто не выбирался Никто не знает
2:34:30
как же так может быть
2:34:35
[музыка]
2:35:21
[музыка]