STEPHEN HAWKING "The Grand Design" (2010) / Стивен ХОКИНГ "Великий замысел": 4. ALTERNATIVE HISTORIES / 4. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОРИИ
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Но если Вы повторите этот эксперимент много раз, то полученные данные покажут вероятность попадания мяча в разные места, и результаты экспериментов подтвердили теоретические прогнозы. aleva 21.07.11 в 09:25 Но если вы повторите этот эксперимент много раз, то полученные данные отразят вероятность нахождения мяча в самых разных местах, а экспериментаторы подтвердят, что результаты подобных экспериментов согласуются с предсказаниями теории. justafake 21.07.11 в 10:25 |
|
|
Важно понимать, что вероятности в квантовой физике - это не то же, что вероятности в ньютоновой физике или в повседневной жизни. aleva 21.07.11 в 09:30 |
||
|
Мы можем понять это из сравнения моделей, полученных при устойчивом потоке бакиболов, пущенных в экран, с моделью отверстий, полученных при стрельбе игроков в дартс, целящихся в центр мишени. aleva 21.07.11 в 09:40 Мы можем это понять, сравнив выстроенные модели равномерного потока бакиболов, выпущенных в экран, с моделью отверстий, выстроенных исходя из того, что игрок в дартс целился в яблочко. justafake 21.07.11 в 10:31 Мы сможем это понять, если сравним структуру на экране, полученную от равномерного потока фуллеренов, с картиной отметин, остающихся на доске для дартса, когда игроки стремятся попасть в центр мишени. serrrg 02.10.11 в 12:42 |
+1 | |
|
Если конечно игроки не пили уж слишком много пива, шансы дротика попасть в мишень недалеко от центра очень велики, а по мере удаления от центра уменьшаются. justafake 21.07.11 в 10:38 |
||
|
Как в случае с бакиболами, любой дротик может "приземлится" где угодно, и со временем модель оставленных отметок, отражающая лежащую в основе вероятность, проявится. aleva 21.07.11 в 10:04 Как и с бакиболами, любой из дротиков может воткнуться куда угодно, и, со временем, модель отметин от дротиков, отражающая вероятность, лежащую в своей основе, построится. justafake 21.07.11 в 14:39 Как и с бакиболами, каждый конкретный дротик может попасть куда угодно, но со временем будет проявляться структура отметин, которая отражает преимущественную вероятность. serrrg 02.10.11 в 12:48 |
||
|
В повседневной жизни, в такой ситуации мы можем сказать, что дротик имеет определенную вероятность приземления в разных местах, но мы говорим так, только потому (в отличие от случая с бакиболами), что наше знание об условиях его запуска неполные. aleva 21.07.11 в 11:50 В повседневной жизни мы могли бы сказать по этому поводу, что дротик имеет определённую вероятность попадания в то или иное место, но если мы так говорим, то, в отличие от случая с бакиболами, только потому, что наши знания об условиях броска дротиков являются неполными. serrrg 02.10.11 в 12:54 |
||
|
Мы могли бы улучшить описание предмета, если бы знали точно как именно игрок запустил дротик - его угол, вращение, скорость и т.д. aleva 21.07.11 в 11:54 Мы могли бы улучшить наше описание, если бы точно знали каким образом игрок бросил дротик, под каким углом, с какими вращением и скоростью и так далее. serrrg 02.10.11 в 12:57 |
||
|
В принципе, тогда мы смогли бы предсказать, где приземлится дротик с той точностью, с которой хотели бы. aleva 21.07.11 в 11:57 В принципе, тогда бы мы могли предсказать, куда попадёт дротик с необходимой нам точностью. serrrg 02.10.11 в 12:59 |
||
|
Таким образом, использование нами теории вероятности для описания событий в повседневной жизни - это не отражение внутренней природы процесса, а только лишь отражение нашего невежества в понимании его определенных аспектов. aleva 21.07.11 в 12:40 Использование нами условий вероятности, для описания результата событий в повседневной жизни, таким образом является не отражением глубинной сущности процесса, но лишь нашего невежества в некоторых его аспектах. justafake 21.07.11 в 14:49 |
||
|
Вероятности в квантовых теориях совсем другие. aleva 21.07.11 в 12:41 |
||
|
Они отражают фундаментальную случайность в природе. justafake 21.07.11 в 14:35 |
||
|
Квантовая модель природы заключает в себе принципы, входящие в противоречие не только с нашим каждодневным опытом, но и с нашей концепцией реальности. aleva 21.07.11 в 14:32 Квантовая модель природы включает в себя принципы, которые не только противоречат нашему повседневному опыту, но и нашему интуитивному восприятию реальности. justafake 21.07.11 в 14:52 |
||
|
Те, кто считает странным или трудным поверить в эти принципы, находятся в хорошей компании, - таких великих физиков как Эйнштейн или Фейнман, чьи описания квантовой теории будут представлены дальше. aleva 21.07.11 в 14:36 Те, что находят эти принципы странными или неправдоподобными находятся в хорошем обществе, обществе великих физиков, таких как Эйнштейн и даже Фейнман, чьё описание квантовой теории мы совсем скоро представим. justafake 21.07.11 в 14:55 Те, кто считают эти принципы странными или неправдоподобными, находятся в хорошей компании, в том числе с такими великими физиками, как Эйнштейн и даже Фейнман, чьё описание квантовой теории мы совсем скоро представим. serrrg 02.10.11 в 13:13 |
||
|
Однажды Фейнман написал - "Думаю, что могу с уверенностью сказать, что квантовую механику не понимает никто." aleva 21.07.11 в 14:39 Фейнман, в действительности, как-то написал: "Думаю, я могу спокойно заявить, что никто не понимает квантовую механику". justafake 21.07.11 в 14:57 |
||
|
Но квантовая физика сходится с научными наблюдениями. aleva 21.07.11 в 14:46 Но квантовая физика согласуется с наблюдениями. justafake 21.07.11 в 14:58 |
||
|
Она выдержала все проверки, а проверялась она гораздо чаще, чем любая другая научная теория. aleva 21.07.11 в 14:48 Ни одного провального теста,- а тестировали её больше, чем любую другую научную теорию. justafake 21.07.11 в 15:01 |
||
|
В 1940-ых Ричарда Фейнмана поразило потрясающее озарение насчёт разницы между квантовым и Ньютоновским мирами. justafake 21.07.11 в 15:03 В 1940х Ричарда Фейнмана потрясло озарение в понимании разницы между квантовым и Ньютоновым мирами. aleva 21.07.11 в 15:04 |
||
|
Фейнман увлекся вопросом о том, как в эксперименте с двумя прорезями происходит интерференция. justafake 21.07.11 в 15:07 Фейнмана заинтриговал вопрос, как возникает картина интерференции в эксперименте с двумя отверстиями. aleva 21.07.11 в 15:57 |
||
|
Напомним о том, что полученная итоговая модель после того, как мы выстрелили молекулами, когда обе прорези открыты, не есть сумма моделей, если провести эксперимент дважды: один раз только с открытой первой прорезью, а второй - только со второй. justafake 21.07.11 в 15:12 Напомним, что картина, полученная, когда молекулы пролетали через оба отверстия, не является суммой структур, которые получаются, если провести эксперимент дважды: сначала с одним открытым отверстием, потом с другим. serrrg 02.10.11 в 13:22 |
||
|
Напротив, когда обе прорези открыты мы находим череду светлых и тёмных полос. justafake 21.07.11 в 15:16 Напротив, когда открыты оба отверстия, мы получаем череду светлых и тёмных полос, последние являются областями, куда не попадают частицы. serrrg 02.10.11 в 21:08 |
||
|
Это означает, что частицы, которые должны были бы попасть в область темной полосы, в случае если, скажем, открыта одна прорезь, там не оказываются, если открыты обе прорези. aleva 21.07.11 в 17:59 |
||
|
Как будто где-то на середине своего пути к экрану частицы получают информацию про оба отверстия. aleva 21.07.11 в 18:04 |
||
|
Такое поведение решительно отличается от того, как всё обстоит в повседневной жизни, в которой мяч проследует сквозь одну из прорезей, и на него никак не повлияет состояние второй. justafake 21.07.11 в 18:37 |
||
|
Согласно ньютоновой физике, и согласно тому, как эксперимент прошёл бы, если бы мы проделали тоже самое с футбольными мячами вместо молекул, каждая частица следует единственному строго определённому маршруту от источника к экрану. justafake 21.07.11 в 18:40 |
||
|
В такой картине не находится места обходному маршруту, в соответствии с которым частица по пути посещает окрестности обеих прорезей. justafake 21.07.11 в 18:46 |
||
|
Однако, cогласно квантовой моделе, у частицы будто бы и нету точного местоположения в то время, пока она находится между начальной и конечной точками пути. justafake 21.07.11 в 18:52 |
||
|
Фейнман понимал, что не нужно принимать это за отсутствие пути у частиц, пока они следуют от источника к экрану. justafake 22.07.11 в 05:11 |
||
|
Совсем наоборот, это могло бы значить, что частицы проходят всеми возможными путями, связывающими эти точки. justafake 22.07.11 в 05:19 |
||
|
Вот, утверждал Фейнман, что отличает квантовую физику от ньютоновской. justafake 22.07.11 в 05:20 |
||
|
Эта история с двумя прорезями имеет значение, потому что вместо того, чтобы проследовать единственным определённым путём, частицы прошли всеми да ещё и за раз. justafake 22.07.11 в 05:28 |
||
|
Звучит как научная фантастика, но это не так. justafake 22.07.11 в 05:28 |
||
|
Фейнман сформулировал математическое выражение - "фейнманову сумму предысторий", отражающее эту идею и воспроизводящее все законы квантовой физики. justafake 22.07.11 в 05:34 |
+4 | |
|
В теории Фейнмана математическая и физическая картины расходились с исходными формулировками квантовой физики, но предсказания были такими же. justafake 22.07.11 в 20:49 |
||
|
В эксперименте с двумя прорезями идеи Фейнмана сводятся к тому, что частицы выбирают пути, которые ведут либо сквозь одну прорезь, либо сквозь вторую; пути, что ведут сквозь первую прорезь, затем обратно через вторую, и снова через первую; aleva 22.07.11 в 09:55 |
||
|
Это, по мнению Фейнмана, объясняет, как частица получает информацию о том, какие прорези открыты - если прорезь открыта, частица направляется сквозь неё. aleva 22.07.11 в 10:02 |
||
|
Когда обе прорези открыты, пути частиц, путешествующих через одну прорезь, могут пересекаться с путями через вторую, вызывая тем самым интерференцию. aleva 22.07.11 в 10:17 |
||
|
Возможно, это звучит невероятно, но формулировки Фейнмана - для самой сегодняшней фундаментальной физики, а также для этой книги, - оказались более полезными чем оригинальные. aleva 22.07.11 в 10:24 Быть может это прозвучит невероятно, но для нынешней фундаментальной физики в целом, и для этой книги в частности, теория Фейнмана оказалась много полезнее, чем оригинальная. justafake 27.07.11 в 12:54 |
||
|
Фейнмановское видение квантовой реальности является ключевым в понимании теорий, которые мы скоро представим, поэтому стоит потратить некоторое время на то, чтобы понять, как там всё устроено. aleva 22.07.11 в 10:47 |
||
|
Представьте себе простой процесс, в котором частица из пункта А начинает своё свободное движение . aleva 22.07.11 в 10:49 |
||
|
Согласно модели Ньютона эта частица будет двигаться по прямой линии. aleva 22.07.11 в 10:50 В ньютоновой модели эта частица проследует по прямой. justafake 27.07.11 в 12:56 |
||
|
По истечении некоторого определённого времени мы обнаружим частицу в определённом пункте B, находящемся на этой прямой. aleva 22.07.11 в 10:53 |
||
|
В модели Фейнмана квантовая частица проводит выборку всех путей, соединяющих пункты А и B, составляя при этом число, называемое фазой для каждого пути. aleva 22.07.11 в 11:01 |
||
|
Эта фаза представляет собой такое положение в волновом цикле, в котором волна находится либо на верхнем, либо на нижнем пике, или где-то посередине. justafake 27.07.11 в 13:01 |
||
|
Формула Фейнмана по математическому расчёту этой фазы показывает, что когда вы складываете вместе волны всех путей, вы получаете "амплитуду вероятности" достижения пункта B частицей, стартовавшей из пункта А . justafake 27.07.11 в 13:05 |
||
|
А затем квадрат амплитуды вероятности даёт конечную вероятность достижения пункта B. justafake 27.07.11 в 13:08 |
+1 | |
|
Фаза, в которой все отдельные пути входят в фейнманову сумму (и, следовательно, в вероятность прохождения путя от А к B) может быть представлена в виде стрелы определённой ограниченой длины, но могущей воткнуться в любом направлении. justafake 27.07.11 в 13:14 Фаза, в которой все отдельные пути входят в фейнманову сумму (и, следовательно, в вероятность прохождения пути от А к B) может быть представлена в виде стрелки, которая имеет фиксированную длину, но может быть направлена в любую точку. serrrg 02.10.11 в 21:44 |
||
|
Добавим ещё две фазы: поместим стрелу, представляющую одну фазу у наконечника стрелы, представляющей другую фазу, и тем самым получим третью, обшую стрелу, представляющую сумму. justafake 27.07.11 в 13:18 Чтобы добавить две фазы, вы помещаете стрелку, представляющую одну фазу на окончание стрелки, представляющей другую, получается стрелка, представляющая сумму. serrrg 02.10.11 в 21:48 |
||
|
Чтобы увеличить количество фаз, просто продолжайте добавлять стрелы. justafake 27.07.11 в 13:19 |
||
|
Заметим, что когда фазы выстроены в линию, стрела, представляющая сумму может быть довольно длинной. justafake 27.07.11 в 13:21 |
||
|
Но если стрелы направлены в разные стороны, то они быстро заканчиваются, по мере их добавления, оставляя вас с совсем небольшим количеством стрел. justafake 27.07.11 в 13:22 Но если стрелки направлены в разные стороны, они могут гасить друг друга по мере добавления, оставляя вас с не такой большой итоговой стрелкой. serrrg 02.10.11 в 21:57 |
+1 |
